Introduzione

Attualmente il mondo dello sport, dal livello di base a quello agonistico, sta affrontando la sfida di come includere le persone transgender (Tabella 1) nelle competizioni sportive. La maggior parte degli sport competitivi divide gli atleti in categorie maschili e femminili a causa delle differenze biologiche tra i due sessi. Le prestazioni sportive sono fortemente influenzate da una serie di fattori fisiologici e metabolici, tra cui la forza muscolare e la capacità di produrre potenza, le caratteristiche antropometriche e la capacità cardiorespiratoria. È noto che l’esposizione al testosterone nei maschi porta a vantaggi fisiologici in termini di forza e resistenza rispetto alle donne, determinando un effetto positivo sulle prestazioni atletiche [1].

Tabella 1 Terminologia
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Tuttavia, la segregazione degli sport in base al sesso biologico non tiene conto delle atlete transgender e la loro inclusione nelle categorie sportive femminili, sollevando una serie di preoccupazioni riguardo l’equità delle competizioni tra atlete cisgender e transgender, a causa dei livelli più alti di testosterone endogeno in queste ultime.

Il Comitato Olimpico Internazionale (CIO) richiede che le atlete transgender dichiarino il proprio sesso come femminile per almeno 4 anni e che abbiano livelli di testosterone inferiori 10 nmol/L per almeno 12 mesi prima della competizione [2], mentre l’Associazione Internazionale delle Federazioni di Atletica Leggera (IAAF) ha stabilito che per partecipare a competizioni sportive le atlete dovessero avere livelli di testosterone inferiori a 5 nmol/L per almeno 12 mesi [3]. Tuttavia, queste linee guida sono state oggetto di contestazioni, poiché questi valori sono più di cinque volte superiori il livello massimo di testosterone (1,7 nmol/L) di atlete cisgender sane in premenopausa [4].

Diversi studi hanno esaminato gli effetti biologici e fisiologici della terapia ormonale di affermazione di genere (GAHT) e della soppressione dei livelli di testosterone su donne transgender, ma pochi studi hanno indagato i cambiamenti nelle prestazioni atletiche dopo la terapia ormonale di transizione [4].

Scopo di questa rassegna è esaminare gli effetti fisiologici del testosterone e sulle prestazioni atletiche (Tabella 2); quindi, analizzare come la GAHT possa modificare le prestazioni atletiche di donne transgender.

Tabella 2 Effetti fisiologici del testosterone su muscolo scheletrico, livelli di emoglobina e metabolismo osseo
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Effetti della GAHT sui principali aspetti riguardanti le prestazioni fisiche

La GAHT ha lo scopo principale di replicare il più fedelmente possibile l’ambiente ormonale in maniera coerente con l’identità di genere della persona, attraverso la soppressione degli ormoni endogeni e la loro sostituzione con ormoni esogeni. Il trattamento medico ottimale offerto alle donne transgender consiste nella somministrazione di estrogeni in combinazione con un farmaco antiandrogeno (la cui somministrazione può essere interrotta dopo l’orchiectomia) con lo scopo di ridurre i livelli di testosterone endogeno (Tabella 3).

Tabella 3 Terapia ormonale di affermazione di genere nelle donne transgender [5]
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Nella pratica clinica risulta difficile mantenere i livelli di testosterone sierico nel range desiderato, simile a quello delle donne cisgender, a causa del rischio di effetti collaterali della terapia ormonale estrogenica, quali aumentato rischio di malattia tromboembolica venosa, ipertrigliceridemia, malattie cardiovascolari, ipertensione, osteoporosi e iperprolattinemia [6]. Inoltre, essendo i livelli di testosterone circolante correlati negativamente con l’indice di massa corporea (BMI), le persone normopeso hanno livelli più alti rispetto a quelle sovrappeso o obese [7]. Infatti, l’aumento del tessuto adiposo comporta un aumento dell’espressione dell’enzima aromatasi che converte gli androgeni in estrogeni. Inoltre, l’aderenza alla terapia rappresenta un altro fattore importante nel raggiungimento dei livelli di estrogeni desiderati. Quindi, la GAHT in donne transgender richiede un attento e periodico monitoraggio per mantenere i livelli di testosterone nel range delle donne cisgender e delle eventuali complicanze. Pertanto, richiede un’attenta personalizzazione della terapia in base alle caratteristiche di ogni donna transgender.

Le modifiche dei livelli ormonali in seguito a GAHT in donne transgender determinano una serie di modifiche fisiologiche in grado di influenzare le prestazioni fisiche. In particolare, queste riguardano il rapporto massa magra e grasso corporeo, la riduzione dell’area della sezione trasversa del muscolo (CSA), i livelli di emoglobina (Hb) ed ematocrito (HCT), e le modifiche della massa e forza muscolare (Fig. 1).

Fig. 1
figure 1

Effetti della terapia ormonale di affermazione di genere (GAHT) sui principali aspetti riguardanti le prestazioni fisiche nelle donne transgender

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Massa magra e grasso corporeo

A partire dalla pubertà, i diversi livelli di androgeni ed estrogeni tra maschio e femmina determinano differenze sostanziali nella composizione corporea. Infatti, la maggiore quantità di grasso corporeo totale nelle donne e la sua distribuzione soprattutto su fianchi e cosce è dovuta all’aumento degli estrogeni durante la pubertà, mentre nei maschi i livelli di testosterone più elevati sono responsabili della maggiore massa muscolare e del deposito del grasso corporeo prevalentemente nella zona addominale [8].

Durante il primo anno di GAHT il grasso corporeo totale aumenta e la massa magra totale diminuisce nelle donne transgender. L’aumento dei livelli circolanti di estrogeni e il legame ai loro recettori \(\alpha \) stimola la proliferazione dei pre-adipociti e aumenta l’attività della lipoproteina che favorisce l’accumulo del grasso corporeo. Inoltre, gli estrogeni agiscono a livello ipotalamico e regolano il dispendio energetico, il peso corporeo, la distribuzione del grasso corporeo e la sensibilità alla leptina [9].

Area della sezione trasversa del muscolo

L’area della sezione trasversa del muscolo (CSA) rappresenta l’area del muscolo perpendicolare alla direzione della fibra ed è direttamente proporzionale alla forza massima che può generare. Nelle donne transgender dopo 12 mesi di GAHT, si osserva una riduzione del 4% della CSA del quadricipite femorale e una riduzione del 5% del volume muscolare della coscia. Tuttavia, la riduzione della massa muscolare nelle donne transgender è minore rispetto al corrispondente aumento negli uomini transgender e dopo 12 mesi di terapia le donne transgender presentano un’area del quadricipite femorale maggiore rispetto agli uomini transgender [10]. Una possibile spiegazione potrebbe essere l‘effetto protettivo esercitato dalla terapia con estrogeni. Infatti, studi condotti sugli effetti della terapia ormonale sostitutiva dimostrano che gli effetti indotti dalla menopausa, quali l’aumento di peso e la perdita di massa magra, sono reversibili dopo adeguata terapia, a causa dell’effetto anabolizzante esercitato dagli estrogeni sulle cellule satelliti muscolari attraverso i suoi recettori ER\(\alpha \)/\(\beta \), promuovendo il mantenimento, la riparazione e la rigenerazione muscolare [11].

Emoglobina ed ematocrito

Uno dei cambiamenti più evidenti e rapidi che si osserva nel monitoraggio periodico di laboratorio nelle donne transgender è la diminuzione dei livelli di Hb e HCT. Il testosterone stimola la secrezione renale di eritropoietina, inibisce l’espressione dell’epcidina, e regola l’espressione di geni coinvolti nell’aumento dell’eritropoiesi [12]. Donne transgender con livelli di HCT più alti presentano livelli di testosterone relativamente più alti, a conferma del ruolo predominante del testosterone sui livelli di HCT. Durante i primi tre mesi di GAHT i livelli sierici di Hb e HCT raggiungono valori nel range di riferimento del sesso percepito [13]. In particolare, i livelli di Hb più bassi determinano un minor trasporto di ossigeno dai polmoni ai tessuti; di conseguenza, è possibile che le atlete transgender sperimentino prestazioni di resistenza ridotte.

Massa e forza muscolare

La forza di presa e la massa muscolare sono considerati indicatori della forza muscolare. Nelle donne transgender dopo un anno di GAHT si osserva una riduzione della forza di presa dovuta a un calo dei livelli sierici di testosterone, il quale ha un effetto sulla proliferazione e sulla differenziazione dei mioblasti e aumenta il numero di cellule satelliti, favorendo la sintesi proteica e svolgendo, quindi, un ruolo importante nella massa e nella forza muscolare. La maggiore diminuzione della forza di presa e della massa muscolare nelle donne transgender dopo un anno di GAHT si osserva negli ultimi tre mesi di terapia, a differenza degli uomini transgender dove nei primi tre mesi di terapia si osserva, invece, un aumento di questi parametri [14]. È possibile, quindi, che i muscoli impieghino più tempo a diminuire il contenuto di proteine a causa della mancanza di testosterone, piuttosto che ad aumentarlo a causa della somministrazione di testosterone.

Dopo 12 mesi di GAHT, si osserva una riduzione della forza di presa di circa -1,8 kg. Questo valore rientra ancora nel 95° percentile delle donne cisgender di pari età. Pertanto, le donne transgender sono ancora più forti rispetto alla media delle donne cisgender dopo un anno di terapia [10]. Valori di forza di presa più vicini ai range di donne cisgender potrebbero essere raggiunti dopo una durata più lunga di GAHT.

Le concentrazioni di 17\(\beta \)-estradiolo non sono associate alla variazione di forza di presa. Quindi, un dosaggio più elevato non ne comporta una diminuzione maggiore. Allo stesso modo, non è stata riscontrata alcuna relazione tra la variazione della forza di presa e la via di somministrazione della terapia [15].

Effetti permanenti del testosterone sulla fisiologia maschile

Gli effetti del testosterone su capacità aerobica, massa e forza muscolare sono considerati reversibili poiché influenzati dalle concentrazioni di testosterone circolante. Altri effetti, invece, sono irreversibili in quanto determinano cambiamenti nell’architettura e nella fisiologia maschile difficilmente modificabili mediante GAHT. Le differenze di sesso permanenti che influenzano le prestazioni atletiche riguardano il sistema nervoso, la struttura scheletrica e l’apparato cardiorespiratorio.

Testosterone prenatale e cervello maschile

Fin dalla nascita iniziano le differenze nel cervello tra i sessi dovute ai picchi di testosterone nel periodo pre- e postnatale che determinano comportamenti specifici, differenze anatomiche e diverse connessioni tra le reti cerebrali. Attraverso l’utilizzo della risonanza magnetica è stato visto che il cervello maschile possiede una maggiore interconnettività in quelle regioni attribuite alla coordinazione percezione-azione, alla consapevolezza e all’elaborazione spaziale uditiva/visiva, ai processi cognitivi, al ragionamento e al controllo complesso. Le donne, invece, presentano una maggiore interconnettività in quelle regioni cerebrali deputate alla memoria, alla cognizione sociale e al ragionamento non verbale [16]. La connettività sesso-specifica di queste sottoreti potrebbe essere alla base della capacità dei maschi di mostrare livelli costantemente più elevati di abilità spaziali motorie, visive e propriocettive.

Nelle donne transgender la chirurgia di conferma del genere e la terapia estrogenica hanno dimostrato, solitamente ma non sempre, di ridurre le dimensioni del cervello e aumentare il volume ventricolare verso parametri simili a quelli delle donne cisgender.

Riguardo alle connessioni tra le reti cerebrali, gli effetti del trattamento ormonale negli individui transgender rimangono poco chiari, con studi che in genere non mostrano alcun cambiamento o la comparsa di uno stato intermedio tra maschio e femmina. La dominanza biologica maschile nelle abilità spaziali, nei compiti di memoria visiva e nella percezione non mostra alcuna diminuzione nelle donne transgender dopo 12 mesi di terapia estrogenica, mentre si riscontra una diminuzione della propensione alla rabbia e all’aggressività [17]. Quindi, i dati attuali dimostrano che la GAHT può determinare alcune modifiche nelle strutture cerebrali, ma ciò non avviene rapidamente e non sembra modificare le connessioni tra le reti cerebrali. Ulteriori ricerche sono necessarie per avere risposte definitive.

Testosterone e struttura scheletrica

La lunghezza e la struttura ossea subiscono dei cambiamenti durante la pubertà in seguito agli effetti del testosterone e del 17\(\beta \)-estradiolo sulla crescita ossea. In particolare, l’aumento dei livelli di testosterone determina la formazione di ossa più grandi e lunghe, oltre a una maggiore densità ossea. Queste differenze di sesso forniscono ai maschi maggiore superficie articolare che consente il posizionamento di un maggior numero di muscoli scheletrici, aumentata resistenza ai traumi, maggiore potenza di fulcro e miglioramento dei movimenti che richiedono azioni esplosive come salti e lanci [17]. Le modifiche alla struttura scheletrica non subiscono variazioni in seguito ai cambiamenti dei livelli di testosterone indotti dalla GAHT, come evidenziato da studi condotti su donne transgender, i quali dimostrano che la terapia estrogenica a lungo termine non causa perdita di massa ossea [18].

Testosterone e memoria muscolare

La differenza di massa muscolare emerge durante la pubertà, quando i livelli di testosterone circolante aumentano nei ragazzi e i suoi effetti sono dose-dipendenti. Infatti, nelle donne transgender la riduzione di testosterone in seguito a GAHT causa anche una riduzione della massa muscolare; tuttavia, non si associa a perdita di densità delle fibre muscolari o delle prestazioni atletiche. Dopo 1–2 anni di terapia estrogenica si osserva una riduzione del 5–10% della massa muscolare, che rappresenta solamente una modesta perdita rispetto ai livelli maschili; inoltre, questo effetto potrebbe essere mitigato dalla contemporanea esecuzione di un programma di allenamento [10].

La difficoltà nel modificare la fisiologia muscolare ai livelli femminili nelle atlete transgender deriva probabilmente dalla lunga esposizione al testosterone prima della transizione e ai programmi di allenamento maschili. Inoltre, il muscolo presenta una “memoria” a lungo termine. Durante l’allenamento le cellule muscolari reclutano mionuclei dalle cellule satelliti, con conseguente aumento della sintesi proteica che ha come risultato l’ipertrofia muscolare. La ridotta attività fisica e la minore esposizione al testosterone hanno un effetto sull’ipertrofia ma non diminuiscono il numero dei mionuclei. Quando queste cellule con un maggior numero di nuclei vengono nuovamente sottoposte a esercizio con sovraccarico, le cellule possono aumentare rapidamente la sintesi proteica e l’ipertrofia [14]. Quindi, gli effetti del testosterone sulla forza muscolare non sono completamente annullati dalla sua soppressione.

Testosterone e apparato cardiorespiratorio

L’esposizione al testosterone durante i primi anni di vita nel maschio determina differenze di sesso nel sistema cardiorespiratorio. Le donne hanno in media un volume polmonare inferiore del 10–12% rispetto ai maschi, in seguito a una minore velocità di moltiplicazione alveolare durante lo sviluppo embrionario e a un diaframma più piccolo che riduce le dimensioni della gabbia toracica [19]. Tutte queste differenze anatomiche sono responsabili del minor assorbimento di ossigeno nelle donne.

Le dimensioni del cuore femminile sono circa l’85% di quello maschile [20]. Le maggiori dimensioni del cuore dei maschi si traducono in un ventricolo sinistro più grande e, quindi, in un volume di sangue maggiore che viene pompato a ogni contrazione.

Queste caratteristiche anatomiche, insieme alla maggior sintesi di Hb indotta dal testosterone, conferiscono agli uomini una maggiore capacità aerobica, essenziale nelle prestazioni atletiche. Mentre i livelli di Hb rispondono strettamente ai livelli di testosterone circolante, gli altri parametri dell’apparato cardiorespiratorio non sono probabilmente influenzati in modo significativo dalla terapia con estrogeni.

Considerazioni finali e prospettive future

L’attuale regolamento del CIO consente alle atlete transgender di gareggiare se i livelli di testosterone sono minori di 10 nmol/L per almeno 12 mesi prima della competizione. Questa riduzione ha effetto sui livelli di Hb e relativamente sulla massa muscolare, ma non tiene conto delle differenze anatomiche che non risentono dell’abbassamento del testosterone in seguito a GAHT, poiché determinate durante lo sviluppo fetale e nei primi anni di vita. Inoltre, i livelli di testosterone stabiliti dal CIO, oltre ad essere superiori rispetto ai normali range delle donne cisgender, difficilmente sono raggiunti in modo continuativo dalle donne transgender, a causa delle difficoltà riscontrate durante la GAHT, quali aderenza alla terapia, composizione corporea ed effetti collaterali. Altro aspetto riguarda il fatto che non si tiene conto della terapia praticata. Infatti, l’utilizzo di inibitori della 5-\(\alpha \) reduttasi determinano un aumento dei livelli sierici di testosterone, ma la sua conversione in diidrotestosterone (DHT) e quindi le sue funzioni biologiche sono bloccate dal farmaco.

Allo stato attutale, vengono considerati solo i livelli di testosterone come parametro per l’inclusione delle donne transgender in competizioni sportive, non considerando le possibili differenze in termini di altri androgeni e ormoni (DHT, DHEAS, androstenedione, GH) e altri fattori non ormonali (cromosoma Y, recettore per gli androgeni) che potrebbero avere un ruolo nelle differenze tra donne trans- e cisgender.

Le donne transgender presentano vantaggi soprattutto negli sport di potenza e resistenza. Tuttavia, altri sport come la ginnastica artistica, la danza e l’equitazione risultano svantaggiosi. Nonostante la struttura scheletrica più compatta e resistente, le maggiori dimensioni del cuore e dei polmoni e le differenti strutture cerebrali, le donne transgender devono fare i conti con la minor massa muscolare, i livelli di emoglobina ridotti e la minor aggressività che la riduzione dei livelli di testosterone comporta.

La maggior parte delle evidenze acquisite riguardano studi condotti su donne transgender non atlete; i pochi studi condotti su atlete riportano una riduzione delle prestazioni atletiche ma comunque con risultati al di sopra di quelli di atlete cisgender. Quindi potrebbero essere necessari più di 12 mesi di soppressione del testosterone per assicurare una maggiore equità.

Tra le possibili soluzioni proposte vi sarebbe quella di dividere le varie categorie sportive non in base al binarismo di genere (maschio/femmina), ma attraverso un algoritmo simile a quello utilizzato nelle paraolimpiadi [21]. L’algoritmo proposto sarebbe adattato ai singoli sport e terrebbe conto di una serie di fattori fisiologici e sociali che influiscono sulla funzione atletica (altezza, peso, livelli di emoglobina, VO2 max, età della transizione, livelli di testosterone, presenza o meno dei testicoli). Essendo applicato a tutti gli atleti, l’algoritmo risulterebbe equo e inclusivo. La realizzazione di un tale sistema richiede ulteriori ricerche specifiche su atleti transgender d’élite.