Muscoli stanchi o vasi stanchi? Lo studio che collega l’IGF-1 alla sarcopenia

Hai presente quella sensazione in cui le gambe si stancano presto, ti manca “benzina” durante uno sforzo un po’ più lungo, ma il medico ti vede in forma? E se il problema non fosse solo nel muscolo, ma nella “rete di rifornimento” che porta sangue e ossigeno a quelle fibre?

In questo articolo de La Scienza del Fitness parliamo di un lavoro affascinante che sposta il focus dalla fibra muscolare ai vasi sanguigni che la nutrono, e prova a rispondere a una domanda molto attuale: quanto conta la salute della microcircolazione – cioè dei capillari – nella sarcopenia, la perdita di massa e forza muscolare legata all’età?

Lo studio è stato pubblicato nel 2025 su GeroScience da un gruppo di ricercatori guidato da Adam Nyul-Toth e Zoltan Ungvari, insieme a colleghi come Stefano Tarantini, Anna Csiszar, Holly Van Remmen e molti altri. Il titolo, tradotto in italiano, suona più o meno così: “La carenza del recettore dell’IGF-1 nelle cellule endoteliali altera l’equilibrio della microcircolazione, riducendo la perfusione del muscolo scheletrico e la resistenza: implicazioni per la sarcopenia legata all’età”.

Detto così sembra un titolo da esame di fisiologia, ma l’idea di fondo è molto concreta: l’IGF-1 è un ormone anabolico, simile per certi versi all’ormone della crescita, che non agisce solo sul muscolo “in sé”, ma anche sui vasi che lo irrorano. Con l’età i livelli di IGF-1 nel sangue si abbassano e questo è collegato alla perdita di massa e forza muscolare. Quello che questi autori si sono chiesti è: cosa succede se togliamo l’IGF-1 non al muscolo, ma alle cellule dell’endotelio, cioè al sottile strato di cellule che riveste l’interno dei vasi sanguigni? È sufficiente questo per far crollare la resistenza, anche senza una vera atrofia muscolare?

Per rispondere hanno creato topi geneticamente modificati in modo che solo le cellule endoteliali – quindi solo la parte interna dei vasi – perdessero il recettore dell’IGF-1. In pratica, l’ormone continuava a circolare, ma non riusciva più a “parlare” con l’endotelio. È come se togliessimo l’antenna a un sistema che riceve segnali importanti per mantenere sani i capillari e la loro capacità di dilatarsi.

Questi topi sono stati poi fatti invecchiare fino a un’età che, per un topo, corrisponde un po’ alla mezza età avanzata nell’uomo. A quel punto i ricercatori hanno iniziato a testarli in modo sistematico: prima con prove di coordinazione e equilibrio su rotarod, poi con test di resistenza su tapis roulant, misurando quanto riuscivano a correre, per quanto tempo, a che velocità, quanta “potenza” producevano durante lo sforzo. Hanno misurato anche la forza di presa degli arti anteriori, una sorta di test di “stretta di mano” del topo, molto usato come indice di forza.

Poi sono andati ancora più in profondità. Hanno preso i muscoli e li hanno testati ex vivo, cioè fuori dal corpo, in un setup in cui puoi stimolare il muscolo con impulsi elettrici e vedere quanto forza produce in condizioni perfette di ossigeno e nutrienti. In questo modo puoi distinguere se un calo di performance dipende da un problema interno alla fibra o da qualcosa “a monte”, per esempio dal fatto che il muscolo, in vivo, non riceve abbastanza sangue.

Parallelamente hanno studiato la circolazione. Con una tecnica chiamata laser speckle imaging, hanno misurato il flusso di sangue nel muscolo della coscia prima e dopo la somministrazione di acetilcolina, una sostanza che normalmente fa dilatare i vasi tramite l’endotelio. Se l’endotelio è sano, i vasi si dilatano, il flusso aumenta e il muscolo riceve un’ondata di sangue. Se l’endotelio è malato, questa risposta si riduce.

Hanno poi isolato l’aorta e altri vasi per testare in bagno d’organo la capacità di rilassarsi in risposta a stimoli diversi, cercando di capire se il problema fosse nella produzione di ossido nitrico – la principale molecola vasodilatatrice prodotta dall’endotelio – o nella risposta del muscolo liscio della parete vasale. E infine hanno fatto analisi istologiche, tagliando sezioni del muscolo e colorando capillari e fibre per contare quanti vasi ci sono per ogni fibra muscolare: in pratica, hanno misurato la “densità” della rete di distribuzione del sangue.

Cosa è venuto fuori da tutto questo lavoro?

La prima cosa interessante è che la coordinazione motoria di base era intatta. Nei test su rotarod, questi topi senza recettore dell’IGF-1 nell’endotelio si comportavano più o meno come i controlli sani. Quindi non stiamo parlando di un problema neurologico o di equilibrio.

Quando però li metti sul tapis roulant e inizi a chiedere al sistema muscolo-vascolare di lavorare sul serio, emergono le differenze. I topi con carenza di recettore endoteliale per l’IGF-1 mostrano una resistenza ridotta: producono meno potenza durante l’esercizio prolungato e, in alcuni casi, soprattutto nelle femmine, svolgono meno “lavoro totale” prima di stancarsi. È un po’ come osservare due persone che hanno muscoli simili, ma una “finisce la benzina” prima quando la metti sotto sforzo.

Il dato curioso è che, quando porti il muscolo in laboratorio, lo isolai e lo stimoli direttamente, la forza intrinseca del muscolo risulta sostanzialmente normale. La contrazione massimale, la forza specifica per sezione trasversa… tutto è comparabile ai topi di controllo. Quindi il muscolo, di per sé, saprebbe ancora contrarsi bene. Il problema sembra emergere quando il sistema deve lavorare nel corpo, con un apparato circolatorio che non riesce a supportarlo come dovrebbe.

Ed è qui che entra in gioco la parte vascolare. Quando questi animali ricevono acetilcolina sul muscolo, il flusso di sangue aumenta molto meno rispetto ai controlli. L’endotelio non risponde bene, la vasodilatazione è più blanda e, di conseguenza, il muscolo riceve meno sangue proprio nel momento in cui ne avrebbe più bisogno. Lo stesso si vede in aorta e in altri vasi più grandi: la risposta vasodilatatoria mediata dall’endotelio, sia all’acetilcolina sia ad altri stimoli come l’ATP, è chiaramente ridotta. Invece, quando si usa un donatore diretto di ossido nitrico – cioè una molecola che bypassa l’endotelio e agisce direttamente sul muscolo liscio della parete vasale – i vasi si rilassano normalmente. Questo dice che il problema sta davvero nell’endotelio, non nel “motore” della parete vascolare.

Come se non bastasse, quando guardi al microscopio la struttura del muscolo, trovi un altro pezzo del puzzle: c’è una rarefazione microvascolare, cioè meno capillari per unità di muscolo. Le fibre sono lì, non c’è una grossa atrofia, ma la “rete di distribuzione” è meno fitta. Il rapporto tra numero di vasi e numero di fibre scende in modo significativo. È come se una città mantenesse lo stesso numero di case, ma chiudesse una parte delle strade e dei tubi dell’acqua: finché la domanda è bassa te la cavi, ma appena aumenta il consumo iniziano i problemi.

Mettendo insieme tutti questi pezzi, il quadro che emerge è chiaro: l’IGF-1 che parla all’endotelio è fondamentale per mantenere sana la microcircolazione del muscolo. Quando togli il recettore dell’IGF-1 dalle cellule endoteliali, nel tempo i capillari diventano meno numerosi, la capacità di dilatarsi in risposta a uno stimolo diminuisce, la perfusione durante lo sforzo è inferiore. Il muscolo, “internamente”, è ancora capace di generare forza, ma è come se fosse rifornito da una rete di tubi più povera e meno reattiva. Il risultato, a livello funzionale, è una riduzione della resistenza e una maggiore tendenza alla fatica, soprattutto negli sforzi prolungati.

Gli autori collegano tutto questo alla sarcopenia legata all’età. Sappiamo che con l’invecchiamento i livelli di IGF-1 si abbassano, e sappiamo che nei muscoli degli anziani spesso troviamo proprio una combinazione di capillari ridotti, perfusione peggiore e resistenza più scarsa, anche in assenza di una atrofia drammatica. Questo modello murino suggerisce che una parte importante di questo processo potrebbe essere mediata dalla perdita di segnale IGF-1 sull’endotelio, non solo sulla fibra muscolare.

Ovviamente è uno studio su topi, con una manipolazione genetica piuttosto specifica, quindi non possiamo semplicemente dire “ecco, negli umani succede esattamente così”. Ma ci dà due messaggi molto interessanti. Il primo è concettuale: quando parliamo di sarcopenia e di performance muscolare nell’anziano, non possiamo guardare solo al muscolo come se fosse isolato. La salute vascolare è parte integrante della forza e della resistenza. Se non ti occupi del sistema circolatorio, stai vedendo solo metà del problema.

Il secondo messaggio è più applicativo: tutto ciò che protegge l’endotelio – dall’attività fisica aerobica regolare a una dieta equilibrata, fino a eventuali strategie farmacologiche mirate – potrebbe avere un ruolo non solo nel prevenire infarti e ictus, ma anche nel preservare la funzione muscolare con l’età. Gli stessi autori sottolineano che interventi come l’esercizio, in grado di elevare in modo naturale i livelli di IGF-1 e di migliorare la funzione dei vasi, potrebbero agire proprio su questo asse: più IGF-1, endotelio più sano, rete di capillari più fitta, muscoli più perfusi e più resistenti alla fatica.

In altre parole, quando fai un lavoro di resistenza o di cardio ben programmato, non stai solo “allenando il cuore” o “bruciando calorie”: stai parlando con il tuo endotelio, gli stai dicendo di mantenersi giovane e reattivo, e di continuare a nutrire i muscoli in modo efficiente anche quando gli anni passano.