Che cos'è l'IGF-1?

IGF-1 è l'acronimo di «fattore di crescita insulino-simile 1».

È un ormone (ovvero una sostanza chimica che viaggia nel flusso sanguigno) che stimola la crescita delle ossa, dei muscoli e di altri tessuti dell'organismo.

Di conseguenza, possiamo definire l'IGF-1 un ormone anabolico : favorisce le reazioni metaboliche che determinano la crescita dei tessuti.

L'IGF-1 viene prodotto dal fegato e dai muscoli dopo l'esercizio fisico, dove stimola l'ipertrofia, ovvero un aumento del volume o della massa muscolare derivante dall'incremento dell'area della sezione trasversale delle singole fibre muscolari.

L'attività dell'IGF-1 è quindi importante per la crescita muscolare e per migliorare la composizione corporea.

Stimolando la crescita e la divisione cellulare, l'IGF-1 svolge un ruolo anche nell'invecchiamento, ovvero nel progressivo declino delle funzioni biologiche delle cellule.

Infine, l'IGF-1 influenza anche la funzione e la sensibilità del nostro organismo all'insulina. Svolge quindi un ruolo nella regolazione del metabolismo dei grassi e degli zuccheri.

PUNTI CHIAVE

• L'IGF-1 è un ormone che stimola la crescita dei muscoli, delle ossa e dei tessuti.
• L'IGF-1 influisce anche sull'invecchiamento e sulla funzione dell'insulina.

Come viene prodotto l'IGF-1?

L'ormone della crescita e l'asse IGF-1

Circa il 75% dell'IGF-1 viene secreto dal fegato in risposta a un altro ormone, l'ormone della crescita (GH).

Come suggerisce il nome stesso, l'ormone della crescita favorisce la crescita e lo sviluppo delle cellule, soprattutto durante l'infanzia. Negli adulti, svolge un ruolo importante nel metabolismo degli zuccheri e dei grassi, nonché nella regolazione della massa muscolare. L'ormone della crescita viene secreto da una ghiandola fondamentale situata alla base del cervello: l'ipofisi.

L'esercizio fisico, il sonno e l'assunzione di cibo possono tutti stimolare il rilascio dell'ormone della crescita da parte dell'ipofisi. Una volta rilasciato, l'ormone della crescita viaggia nel flusso sanguigno e agisce sul fegato, dove stimola le cellule epatiche (chiamate epatociti) a produrre IGF-1.

L'IGF-1 prodotto dal fegato circola quindi nel nostro flusso sanguigno, dove può agire su vari tessuti bersaglio. In quanto tale, è noto come IGF-1 circolante(cIGF-1).

Anziché circolare liberamente nel flusso sanguigno, l'IGF-1 è legato a una delle sei proteine specializzate denominate proteine leganti l'IGF (IGFBP). Tra queste, l'IGFBP3 è di gran lunga il trasportatore più importante dell'IGF-1.

Produzione muscolare di IGF-1

Oltre al fegato, anche la maggior parte degli altri tessuti dell'organismo secerne IGF-1, compreso il tessuto muscolare. A differenza dell'IGF-1 che circola liberamente nel flusso sanguigno, quello secreto dalle cellule muscolari (mIGF-1) agisce a livello locale sullo stesso tessuto muscolare («auto») o su quello circostante («para»). In questo senso, l'IGF-1 viene definito un fattore di crescita autocrino o paracrino.

PUNTI CHIAVE

• L'IGF-1 viene prodotto dal fegato in risposta all'ormone della crescita secreto dalla ghiandola pituitaria.
• L'IGF-1 prodotto dal fegato circola nel flusso sanguigno e si lega agli organi bersaglio.
• Anche i muscoli producono IGF-1 a livello locale.

IGF-1 e crescita muscolare

L'IGF-1 stimola il processo di ipertrofia, ovvero l'aumento della massa e del volume muscolare.

Come spiegato nel blog dedicato alla sintesi proteica e all'ipertrofia (mTOR), l'ipertrofia si verifica quando i muscoli sintetizzano proteine a un ritmo superiore rispetto a quello con cui le degradano. Utilizzando termini più scientifici, si dice che l'ipertrofia deriva dal fatto che il tasso di sintesi proteica muscolare (MPS) è superiore al tasso di degradazione proteica muscolare (MPB).

Stimolando la sintesi proteica muscolare e inibendo al contempo la degradazione delle proteine muscolari, l'IGF-1 favorisce l'aumento della massa muscolare.

A questo proposito, l’IGF-1 attiva anche delle cellule muscolari specializzate chiamate cellule satellite. Le cellule satellite sono un tipo di cellule staminali; possono trasformarsi in una varietà di cellule muscolari diverse. In risposta all’IGF-1, le cellule satellite si fondono con le fibre muscolari e formano nuove miofibrille: quelle strutture filiformi del muscolo responsabili della contrazione. Come forse ricorderete dal blog sulla sintesi proteica e l'ipertrofia (mTOR), la creazione di nuove miofibrille (chiamata ipertrofia miofibrillare) porta ad un aumento della forza.

Considerato il suo ruolo nella crescita muscolare, le persone con livelli circolanti più elevati di IGF-1 potrebbero avere meno difficoltà a sviluppare la massa muscolare e ad aumentare la forza (misurata in base alla forza massima esercitata dal muscolo).

In che modo l'IGF-1 stimola la sintesi proteica muscolare?

L'IGF-1 esercita i propri effetti nell'organismo legandosi a un recettore specifico, il recettore dell'IGF-1 (IGF-1R).

Quando l'IGF-1 si lega al recettore IGF-1R, innesca una serie di reazioni chimiche che chiamiamo vie di segnalazione. Una delle principali vie di segnalazione attivate dall'IGF-1R è denominata via PI3K/AKT. Per inciso, questa via viene stimolata direttamente anche dall'esercizio fisico.

Quando viene attivata dall'IGF-1R, la via PI3K/AKT stimola alcune molecole che attivano la produzione di proteine. Una di queste molecole è l'mTOR, di cui abbiamo parlato nel blog "Sintesi proteica e ipertrofia (mTOR)".

Oltre a favorire la produzione di nuove proteine, la via PI3/AKT inibisce anche le molecole (ad esempio FoxO-1) responsabili della degradazione (o catabolismo) delle proteine.

PUNTI CHIAVE

• L'IGF-1 stimola la crescita muscolare favorendo la sintesi di nuove proteine muscolari.
• L'IGF-1 inibisce inoltre la degradazione delle proteine muscolari.
• L'IGF-1 agisce legandosi ai recettori dell'IGF-1, che attivano complesse vie di segnalazione che portano alla produzione di proteine muscolari.

L'IGF-1 e l'invecchiamento

Si ritiene che l'IGF-1 svolga un ruolo nella divisione cellulare e nella morte cellulare, entrambi elementi fondamentali del processo di invecchiamento.

Gli studi condotti sugli animali hanno ampiamente dimostrato che livelli circolanti più bassi di IGF-1 sono associati a un rallentamento dell'invecchiamento e a una maggiore durata della vita (longevità).

Nel caso degli esseri umani, tuttavia, il quadro è un po’ più complesso, con risultati di ricerca contrastanti. Alcuni studi condotti su centenari in buona salute (ovvero persone di età pari o superiore a 100 anni) suggeriscono che essi presentino effettivamente livelli circolanti di IGF-1 relativamente più bassi.

Inoltre, il digiuno e la restrizione calorica (ovvero la riduzione dell'apporto calorico), che hanno dimostrato di ritardare l'invecchiamento cellulare e di aumentare la durata della vita, potrebbero anche ridurre i livelli circolanti di IGF-1 nell'uomo.

Entrambe queste linee di prova indicano che livelli circolanti più bassi di IGF-1 sono collegati a un rallentamento dell'invecchiamento. Al contrario, livelli circolanti più elevati di IGF-1 sono associati a un accelerazione dell'invecchiamento.

Una possibile spiegazione di questa correlazione è che bassi livelli di IGF-1 determinano una maggiore sensibilità all'insulina (come spiegato nella sezione seguente). Una scarsa sensibilità all'insulina può, a sua volta, causare infiammazioni e danni alle cellule, fattori che accelerano l'invecchiamento.

Se consideriamo che livelli elevati di IGF-1 stimolano anche la crescita muscolare, possiamo pensare all'invecchiamento come a un potenziale svantaggio derivante da una maggiore crescita muscolare. Come avrai forse notato con il tuo tratto mTOR, questo compromesso valeva anche in caso di maggiore attività di mTOR.

PUNTI CHIAVE

• L'IGF-1 può favorire l'invecchiamento stimolando la crescita, la divisione e la morte cellulare.
• Livelli bassi di IGF-1 in circolo sono stati associati a una maggiore longevità.
• L'aumento dell'invecchiamento potrebbe rappresentare uno svantaggio della maggiore crescita muscolare.

IGF-1 e sensibilità all'insulina

L'IGF-1 (fattore di crescita insulino-simile 1) è così chiamato perché presenta una struttura molecolare simile a quella dell'insulina: l'ormone che consente ai tessuti di assorbire e utilizzare lo zucchero (glucosio) presente nel sangue.

Quando i nostri tessuti diventano meno reattivi o sensibili all'insulina, i livelli di glucosio nel sangue iniziano ad aumentare. Se i livelli di glucosio nel sangue rimangono elevati per lunghi periodi, ciò provoca infiammazioni e danni alle cellule e agli organi.

Alcuni studi suggeriscono che l'IGF-1 possa aumentare la sensibilità dei nostri tessuti all'insulina.

Sia l'IGF-1 che l'insulina possono legarsi a uno speciale recettore "ibrido" chiamato recettore ibrido IGF-1/insulina. Quando questo recettore ibrido viene attivato, stimola i tessuti (in particolare il muscolo scheletrico) ad assorbire il glucosio dal flusso sanguigno.

Nonostante questo effetto, la relazione tra i livelli circolanti di IGF-1 e la sensibilità all'insulina rimane piuttosto complessa. Ciò è in parte dovuto al fatto che l'IGF-1 può anche inibire il rilascio dell'ormone della crescita, che a sua volta influenza la funzione dell'insulina. Secondo alcuni studi clinici, sia livelli bassi che livelli elevati di IGF-1 possono comportare una minore sensibilità all'insulina.

PUNTI CHIAVE

• L'IGF-1 può influenzare la sensibilità del nostro organismo all'insulina e, di conseguenza, incidere sul metabolismo dei grassi e del glucosio.
• Sia livelli eccessivamente elevati che eccessivamente bassi di IGF-1 in circolo sono associati a una scarsa sensibilità all'insulina.

Genetica

La tua ultima caratteristica analizza le varianti del gene IGF1 (che codifica l'ormone IGF-1) e del gene IGFBP3 (che codifica la proteina IGFBP3).

Le varianti di questi geni influenzano i livelli di IGF-1 in circolo. Ciò, a sua volta, incide sulla propensione alla crescita muscolare e sull'invecchiamento, nonché sulla sensibilità all'insulina.

Assicurati di consultare le sezioni "Approfondimenti" e "Azioni" per scoprire quali cambiamenti puoi apportare alla tua alimentazione, all'assunzione di integratori, all'allenamento e allo stile di vita per ottimizzare i tuoi livelli di IGF-1.

PUNTI CHIAVE

• FitnessGenes analizza le varianti dei tuoi geni IGF1 e IGBP3.
• Queste varianti genetiche influenzano i livelli circolanti di IGF1.

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