CLINICAL GASTROENTEROLOGY AND HEPATOLOGY 2003;1:345–355
Exercise and Gastrointestinal Function and Disease: An Evidence-Based Review of Risks
and Benefits
LUKE BI* and GEORGE TRIADAFILOPOULOS‡
Gli effetti dell’esercizio sul sistema gastrointestinale non sono chiari. Da un lato c’è la
chiara percezione che l’esercizio possa migliorare la costipazione cronica ed è stato
dimostrato che riduce l’incidenza del cancro colorettale; d’altra parte esso può
provocare nausea, riflusso, crampi addominali e talvolta sanguinamento
gastrointestinale.
Questa review si rivolge prevalentemente ad atleti allenati o persone molto attive che,
pertanto, sono esposti al rischio degli effetti collaterali dell’esercizio. Gli effetti più
importanti dell’esercizio sulle funzioni gastrointestinali si manifestano ai livelli
superiori di attività (> 70% VO2max).
Malattia da reflusso gastroesofageo (GERD)
Gli atleti, soprattutto i corridori, presentano spesso sintomi di GERD che pongono dei
limiti sia nella fase di allenamento sia durante le compartizioni. L’esercizio strenuo può
provocare eruttazioni, senso di ripienezza addominale, rigurgito, brucior di stomaco e
dolore toracico in una percentuale compresa fra il 45% e il 90% degli atleti.
I corridori presentano maggiori episodi di reflusso, sia come numero sia come durata,
mentre il reflusso si presenta soltanto in alcuni sollevatori di pesi.
Il riflusso è significativamente più frequente dopo i pasti che a digiuno.
Studi su volontari normali e pazienti con GERD dimostrano che il principale
meccanismo del reflusso è un rilasciamento transitorio dello sfintere esofageo
inferiore.
Gli antagonisti dei recettori dell’istamina e gli inibitori della pompa ionica costituiscono
trattamenti efficaci per gli atleti che soffrono di GERD e possono impedire il reflusso
indotto dall’esercizio.
Il GERD, soprattutto quando è provocato dall’attività fisica, si presenta frequentemente
come dolore toracico di tipo anginoso sia nei pazienti sia negli atleti. Molti sono gli
studi che hanno confermato l’associazione fra GERD e dolori angino simili non di
origine cardiaca.
È abbastanza chiaro che un esercizio pesante, soprattutto la corsa, può provocare un
importante reflusso gastro-esofageo sia in soggetti allenati sia in sedentari e che
un’adeguata terapia medica è efficace per ridurre sia il numero sia la durata degli
episodi di reflusso. Il reflusso da esercizio si tratta in genere cambiando tipo di
esercizio (per esempio correre in bicicletta anziché a piedi) ed evitando di mangiare
prima di fare esercizio.
Svuotamento gastrico e produzione di acido
La performance durante un esercizio pesante e prolungato può essere limitata dalla
perdita di acqua ed elettroliti, alla pari con la deplezione di glicogeno.
La velocità dello svuotamento gastrico si riduce solo leggermente fino ad un’intensità
di esercizio pari al 71% del massimo consumo di ossigeno.
L’esercizio leggero accelera un poco, oppure non ha nessun effetto sullo svuotamento
gastrico, mentre un esercizio intenso o esaustivo al di sopra di una soglia critica
compresa fra il 78% e l’80% del VO2max rallenta il passaggio di liquidi e solidi.
L’inibizione dello svuotamento gastrico nell’esercizio vigoroso
può essere legata
all’aumento del tono simpatico e alla liberazione di catecolamine.
È stato dimostrato che la secrezione acida dello stomaco diminuisce aumentando
l’intensità dell’esercizio, fino al 40% nell’esercizio massimale.
In conclusione, l’esercizio lieve e moderato ha scarsi effetti mentre un’attività strenua e
prolungata inibisce la produzione gastrica di acido.
Bisogna dunque adattare attentamente le istruzioni per gli atleti nelle diverse
situazioni.
Ulcera peptica
Studio sui rapporti fra incidenza di ulcera peptica e livello di attività fisica. Attività fisica
di livello alto e moderato riduce il rischio relativo di ulcera duodenale nell’uomo. Si è
verificato un effetto protettivo dell’attività fisica sul cancro dello stomaco solo in
maschi che riferiscono livelli di attività moderata o vigorosa.
Infiammazione cronica dell’intestino (inflammatory bowel disease - IBD)
IBD è una malattia cronica debilitante che presenta esacerbazioni e remissioni e
richiede trattamento cronico di lungo termine o chirurgico. Come in molte malattie
croniche, l’attività fisica migliora il benessere generale e può ritardare o far regredire
l’osteopenia e l’osteoporosi. I pazienti con IBD e osteoporosi hanno un rischio molto
aumentato di contrarre fratture, con conseguente grave morbilità. Queste
considerazioni suggeriscono un beneficio derivante da un allenamento a bassa
intensità, anche se il risultato sulla perdita di osso è piuttosto inconsistente nei
pazienti con IBD.
Costipazione e motilità gastrointestinale
Un esercizio regolare è sempre stato considerato il miglior trattamento della
costipazione cronica, benché non vi siano risultati scientifici a sostegno di tale
convinzione
In un esperimento i soggetti hanno riferito una riduzione del tempo di transito
nell’intestino alla fine dello studio. 10 adulti sani attivi in un programma consecutivo in
cui alternavano corsa su treadmill a velocità moderata, riposo e ciclismo dimostrarono
una impressionante accelerazione del transito intestinale dopo esercizi submassimali.
Altri studi associati ad un buon controllo della dieta concludono che l’esercizio di
breve-media durata non ha effetti evidenti sul tempo di transito intestinale in diverse
popolazioni, a prescindere dall’età, il livello di attività, il sesso e le condizioni di
allenamento.
Cancro colorettale
Il ruolo dell’esercizio fisico nella prevenzione del cancro colorettale è stato oggetto di
intense investigazioni e quasi tutte hanno confermato un’azione protettiva dell’attività
fisica in popolazioni molto diverse e con diversi disegni sperimentali. È molto meno
chiaro se questo ruolo protettivo si estenda al cancro del retto.
Anche livelli modesti di esercizio (11,3 METh/sett, equivalente a 1 ora di corsa, 2 di
tennis o 3 di cammino) possono ridurre in modo sostanziale il rischio del cancro
colorettale: l’esercizio fisico esercita un effetto protettivo indipendente; è possibile che
questo sia legato ad un effetto immunoprotettivo: l’esercizio rinforza la risposta
immunitaria promuovendo l’immissione in circolo di cellule T e B natural killer e
qumentando l’interleuchina 1.
Sanguinamento gastrointestinale
Indagini su atleti di endurance hanno messo in risalto una notevole incidenza di
disturbi del tratto gastroenterico alto (nausea, vomito, eruttazioni e brucior di
stomaco) e basso (gonfiore addominale, crampi, urgenza a defecare, diarrea e sangue
occulto). I problemi più seri sono sempre associati alla corsa. In una maratona del 1984
nell’Oregon con 1984 partecipanti, ben 707 accusarono disturbi gastroenterici.
Oltre un terzo dei corridori hanno avuto urgenza di defecare durante o subito dopo la
corsa. Dopo corse vigorose movimenti intestinali (35%) e diarrea (19%) erano
frequenti, con diarrea sanguinolenta in 1,2%-2,4% dei corridori. In un altro studio, fu
trovato sangue occulto addirittura in un quarto dei maratoneti e quelli che avevano il
sangue nelle feci erano più giovani e più veloci: questo suggerisce una possibile
correlazione con lo stato d’allenamento e la quantità d’esercizio.
I livelli medi di emoglobina, ematocrito, e ferritina sono più bassi nei corridori che nei
soggetti di controllo. La corsa competitiva su lunghe distanze provoca perdita di
sangue gastrointestinale e può portare all’anemia. L’attività fisica prolungata ad alta
intensità diminuisce la perfusione splancnica del70-80% in soggetti giovani sani perché
il sangue è deviato ai muscoli e alla pelle. Un’attività fisica intensa e prolungata, come
una competizione di maratona può essere pericolosa, ma un esercizio moderato e
regolare è più facile che eserciti un qualche tipo di protezione contro emorragie del
sistema gastroenterico basso.
Al contrario, non c’è alcun indizio di sanguinamento GI nel ciclismo: questo fa supporre
che il prolungato sballottamento verticale dei visceri, accompagnato da ischemia, nella
maratona possa giocare un ruolo nell’esacerbazione dell’emorragia gastrointestinale
durante la corsa.
Malattie del fegato
L’attività fisica e l’esercizio regolare non hanno effetti negativi sul fegato.
Neurogastroenterol. Mot. (1999) 11, 431±439
The effect of physical exercise on parameters of gastrointestinal function
M. A. VAN NIEUWENHOVEN, F. BROUNS & R-J. M. BRUMMER
L’esercizio diminuisce il flusso splancnico e per questa ragione può alterare la funzione
gastrointestinale. Questo studio analizza l’effetto di esercizi di elevata intensità su una
serie di parametri misurati contemporaneamente con un protocollo ambulatoriale:
Motilità esofagea, reflusso gastro-esofageo, pH gastrico, svuotamento dello stomaco,
tempo di transito oro-cecale (OCTT), permeabilità intestinale e assorbimento del
glucosio.
I soggetti, a digiuno dalla sera precedente, arrivavano in ambulatorio alle 8:00 e
ricevevano un catetere naso esofageo per la misura di motilità esofagea, reflusso e pH
gastrico. Poi consumavano una colazione liquida standard e aspettavano seduti per
un’ora. In questo periodo erano registrati valori di controllo. Poi i soggetti vuotavano la
vescica e si mettevano su un cicloergometro (per la prova di ciclismo) o rimanevano
seduti (controlli). Nella prova di ciclismo veniva effettuata una pedalata di
riscaldamento a 100 W per 10 min. nell’ultimo di questi 10 min veniva somministrata
una soluzione di carboidrati ed elettroliti (CES –2mL kg-1 peso corporeo).
Protocolli d’analisi
Variabili esofagee: la pressione esofagea era misurata con due trasduttori allo stato
solido 13 cm (P1) e 3 cm (P3) sopra il LES e le pressioni, insieme al pH, erano registrate
in continuo.
Reflusso gastroesofageo: un episodio di reflusso è descritto come un periodo nel quale
il pH nell’esofago 5 cm sopra al LES rimane inferiore a 4.
Svuotamento gastrico: stima dell’arricchimento di
13C,
mediante somministrazione di
acetato di sodio 13C e riconoscimento dell’isotopo nell’aria espirata.
L’idrogeno radioattivo era usato per valutare il tempo di transito oro cecale e la
permeabilità intestinale e l’assorbimento di glucosio si ottenevano dal rapporto
lattulosio/ramnosio.
Motilità esofagea
La velocità della peristalsi aumenta durante le pedalate, ma il numero delle contrazioni
peristaltiche la pressione a p1 e la durata della contrazioni a p1 e p3 diminuiscono.
pH gastrico
Non ci sono state differenze significative prima durante e dopo l’esercizio riguardo sia
la mediana del pH gastrico sia il tempo di permanenza del pH al di sotto di 4.
Reflusso gastro-esofageo
Non sono cambiati nei tre periodi ne’ il numero degli episodi di reflusso ne’ la durata
degli stessi
Svuotamento gastrico e OCTT
Nessuna differenza fra riposo e pedalata
Permeabilità intestinale e assorbimento del glucosio
Il rapporto lattulosio/ramnosio era significativamente più alto nelle misure a riposo
che durante la pedalata, dimostrando riduzione della velocità di assorbimento.
Gut 2001;48:435–439
Potential benefits and hazards of physical activity and exercise on the
gastrointestinal tract.
Peters, vanBerge-Henegouwen, de Vries, et al
Per esercizio s’intende l’attivazione volontaria di muscoli scheletrici che provoca effetti
a breve termine (per minuti od ore) mentre per attività fisica s’intende periodi di
esercizio ripetuti che coducono ad effetti a lungo termine (giorni, settimane, mesi od
anni).
Pericoli
Sintomi gastrointestinali, quali nausea, diarrea, pirosi e sanguinamento GI sono
comuni durante l‘esercizio, in particolare negli sport vigorosi, come la corsa su lunga
distanza o il triatlon. In generale, questi sintomi sono transitori e si possono
considerare protettivi nei confronti di possibili danni d’organo: la loro natura
progressiva costringe l’atleta a ridurre il suo impegno.
L’incidenza degli inconvenienti durante l’esercizio prolungato varia fra il 20% e il 50% a
seconda di vari fattori, come la modalità, l’intensità e la durata dell’esercizio, il tipo di
sintomi, l’età, lo stato di allenamento, il sesso, la dieta, la presenza di sintomi GI a
riposo e i metodi di investigazione. Il fattore più importante è probabilmente
l’intensità dell’esercizio.
I meccanismi responsabili dei sintomi GI da esercizio non sono ben noti: si citano la
riduzione del flusso ematico al tratto GI, la riduzione della motilità gastrointestinale,
l’aumento dello scuotimento meccanico e le alterazioni della modulazione
neuroendocrina. Tutti questi meccanismi sono in relazione all’intensità dell’esercizio.
Se la maggior parte dei sintomi GI non incidono sulla salute dell’atleta, il
sanguinamento gastrointestinale può invece essere un problema serio.
Oltre ai sintomi GI, sono stati evidenziati effetti negativi dell’esercizio sulla funzione
epatica e sull’ulcera peptica.
Vantaggi
I possibili vantaggi dell'’attività fisica riguardano soprattutto la riduzione del rischio di
cancro, la colelitiasi (calcoli nella cistifellea), l’emorragia gastrointestinale,
l’infiammazione cronica dell’intestino, la malattia diverticolare e la costipazione.
CANCRO GASTROINTESTINALE
Ad oggi non si è studiata la relazione fra attività fisica e neoplasie esofagee, dei dotti
biliari e della cistifellea. Per quanto riguarda il cancro dello stomaco, i risultati sono
controversi: uno studio descrive una riduzione del rischio, ma altri due non la
confermano. Non si è trovata relazione fra attività fisica e cancro pancreatico mentre è
stata esclusa una relazione con il cancro del retto.
Al contrario, il fatto che l’attività fisica riduca l’incidenza del cancro del colon è
ampiamente accertato: è del tutto chiaro che maschi e femmine fisicamente attivi
hanno un rischio inferiore anche del 50%.
Lo studio del rapporto dose/effetto chiarisce che un’attività più intensa protegge di più
di un’attività meno intensa. Il più importante meccanismo postulato è che l’attività
fisica riduce il tempo di transito intestinale, il che diminuisce il tempo di contatto di
sostanze cancerogene con la mucosa colica.
Due recenti ampi studi prospettici hanno dimostrato che il rischio relativo (RR) di
colelitiasi fra soggetti più o meno attivi è 0,63 per i maschi e 0,69 per le femmine; al
contrario uno stile di vita molto sedentario (stare seduti e guardare la TV) aumenta il
RR da 1,11 a 3,32. Si è evidenziata una chiara relazione dose/effetto, indipendentemente da altri possibili fattori di rischio, che fa supporre che la colelitiasi (sintomatica)
possa essere prevenuta dall’attività fisica, anche a prescindere dai noti effetti sul
controllo del peso corporeo e dalla dieta.
EMORRAGIA GASTROINTESTINALE
L’unico studio che ha preso in considerazione la relazione fra attività fisica ed
emorragia gastrointestinale è una serie di ricerche prospettiche con follow up di tre
anni su 8205 soggetti anziani. Lo studio si è rivolto solo alle emorragie gravi. Nei
soggetti che facevano attività almeno 3 volte la settimana il RR era significativamente
inferiore per il cammino (0,6) e in generale (0,7) rispetto ai sedentari, indipendentemente da altri numerosi fattori di rischio, fra cui l’età, il sesso, la mobilità, il BMI o lo
stato di salute. Gli autori hanno fatto l’ipotesi un aumento relativo del flusso di sangue
gastrointestinale nelle persone attive possa ridurre il rischio di emorragia. Bisogna
sottolineare che i risultati di questa ricerca sono limitati ai casi di emorragia grave negli
anziani, mentre non sono disponibili dati su forme più lievi di emorragia e per soggetti
più giovani.
INFIAMMAZIONE INTESTINALE CRONICA
Ci sono pochi studi sulle relazioni fra attività fisica e la malattia di Crohn o la colite
ulcerativa. Occupazioni lavorative sedentarie o di scarso impegno fisico sono associate
con un più elevato rischio di infiammazione intestinale cronica rispetto ad occupazioni
più impegnative fisicamente.
Non c’è però un’evidenza certa di un effetto preventivo, mentre è chiaro che l’attività
fisica non pone rischi specifici per i pazienti che soffrono di questi sintomi. Bisogna
anzi incoraggiare l’attività fisica perché questi pazienti mostrano spesso debolezza
muscolare e hanno un più alto rischio di osteoporosi. Il rischio aumenta in presenza di
terapia con glucocorticoidi (cortisonici), che di per se provoca debolezza muscolare,
osteoporosi ed osteopenia. Inoltre, l’attività fisica può ridurre i sintomi, migliorare la
salute in generale e lo stato di benessere, la percezione dello stress e la qualità della
vita.
La malattia di Crohn o morbo di Crohn, nota anche come enterite regionale, è
una malattia infiammatoria cronica dell'intestino (MICI) che può colpire qualsiasi parte
del tratto gastrointestinale, dalla bocca all'ano, provocando una vasta gamma di sintomi.
Essa causa principalmente dolori addominali, diarrea (che può anche essere ematica se
l'infiammazione è importante), vomito o perdita di peso, ma può anche causare
complicazioni in altri organi e apparati, come eruzioni cutanee, artriti, infiammazione
degli occhi, stanchezza e mancanza di concentrazione.
La malattia di Crohn è considerata una malattia autoimmune, in cui il sistema
immunitario aggredisce il tratto gastrointestinale provocando l'infiammazione, anche se
viene classificata come un tipo particolare di patologia infiammatoria intestinale. Ci sono
prove di una predisposizione genetica per la malattia e questo porta a considerare gli
individui con fratelli ammalati tra gli individui ad alto rischio. La malattia di Crohn tende a
presentarsi inizialmente negli adolescenti e nei ventenni, con un altro picco di incidenza
tra i cinquanta e i settant'anni, anche se la malattia può manifestarsi a qualsiasi età.
Non esiste ancora una terapia farmacologica risolutiva o una terapia chirurgica radicale
per la malattia di Crohn. Le possibilità di trattamento sono limitate al controllo dei
sintomi, al mantenimento della remissione e alla prevenzione delle ricadute.
Diverticolite
La diverticolite aumenta la sua frequenza nei soggetti con occupazioni sedentarie. Si
pensa che ciò sia dovuto ad un aumento della motilità colica, dovuto a meccanismi
ormonali, vascolari e meccanici, che riduce il tempo di transito.
COSTIPAZIONE
Molti studi hanno dimostrato una relazione inversa indipendente fra la costipazione e
l’attività fisica. Non è chiaro perché, ma si è fatto riferimento ad un effetto favorevole
sulla mobilità colica, una riduzione del flusso di sangue all’intestino, lo sballottamento
dello stomaco durante la corsa, la compressione del colon da parte dei muscoli
addominali ed anche l’aumento dell’introduzione di cibi ricchi di fibre come
conseguenza dell’aumento della spesa energetica.
MECCANISMI BIOLOGICI
Non si è capito bene attraverso quali meccanismi l’esercizio influenzi il tratto GI, ma si
accreditano: la riduzione del flusso ematico, l’aumento della motilità GI, lo
sballottamento meccanico e modificazioni neuro-immuno-endocrine. Tutti questi
meccanismi, però, sono riferiti ad episodi acuti di esercizio, mentre non si sa se essi
portino anche ad effetti a lungo termine dell’attività fisica.
FLUSSO EMATICO GASTROINTESTINALE
Durante l’esercizio, il flusso di sangue è deviato primariamente alla cute ed ai muscoli
che lavorano, a scapito del tratto GI. Nell’uomo durante esercizio al 70% del VO2max il
flusso splancnico si riduce del 60-70%, mentre in un esercizio massimale si può ridurre
dell’80%.
Si è pensato che il sanguinamento GI durante e dopo l’esercizio possa essere causato
da un danno ischemico. Anche se la perdita di sangue è transitoria, il fatto di aver
trovato un aumento di concentrazione di a1 antitripsina e di lisozima nelle feci dopo
esercizio indica una danno locale alle mucose ed una risposta infiammatoria. In teoria,
livelli critici di ischemia e accumulo di prodotti di scarto del metabolismo possono
provocare malassorbimento, ipersecrezione, aumento della permeabilità GI ed
endotossinemia, ma i risultati sperimentali sono inconsistenti. Aumenti della
permeabilità intestinale e modesto ingresso di endotossine nel circolo portale sono
stati trovati solo con esercizi molto intensi.
MOTILITÀ GASTROINTESTINALE E METABOLISMO DEI SALI BILIARI
I risultati disponibili sono scarsi, per lo più ottenuti indirettamente e riferiti solo
all’esercizio acuto
SBALLOTTAMENTO (BOUNCING) MECCANICO
La frequenza della sintomatologia GI è circa doppia durante la corsa che in qualsiasi
altro tipo di sport di endurance, come ciclismo o nuoto, nei quali i movimenti in su e in
giù sono molto limitati. La vibrazione meccanica del corpo è più che doppia nella corsa
che nel ciclismo. Non si sa come questo sballottamento dello stomaco ne alteri la
funzione.
MODIFICAZIONI NEURO-IMMUNO-ENDOCRINE
Molti degli ormoni che influenzano la funzione GI a riposo si alterano durante
l’esercizio, per quanto riguarda la loro concentrazione ematica: colecistochinina,
peptide vasoattivo intestinale, secretina, polipeptide pancreatico, somatostatina,
istidina, isoleucina, peptide YY, gastrina, motilina, catecolamine, endorfine,
prostaglandine
Per quanto riguarda la funzione immunitaria, è opinione corrente che l’attività fisica
moderata migliori la protezione dalle infezioni aumentando l’attività dei macrofagi,
delle cellule killer naturali, delle cellule killer attivate dalle linfochine, dei neutrofili e
delle citochine regolatrici. Al contrario, l’esercizio intenso può sopprimere
transitoriamente i killer naturali aumentando i radicali liberi che aumentano il rischio
di contrarre infezioni. Non abbiamo un’idea dei valori ottimali di durata ed intensità
dell’attività fisica per modulare in maniera appropriata il sistema immunitario negli
atleti e nei pazienti con disturbi GI.
CONCLUSIONE
L’esercizio strenuo può provocare sintomi GI, per esempio pirosi gastrica o diarrea, che
possono scoraggiare la partecipazione ad attività fisiche. La ripetuta perdita di sangue
dal tratto GI durante allenamenti e gare può anche provocare deficienza di ferro e
anemia. Ma tutti questi sintomi possono essere evitati con precauzioni adeguate.
L’attività fisica, soprattutto ad intensità relativamente modeste può anche avere effetti
protettivi sul sistema gastrointestinale.