L’esercizio fisico apporta notevoli benefici alla salute del cervello, migliorando la cognizione e l’umore e riducendo il rischio di malattie neurodegenerative. Diversi nuovi studi hanno dimostrato il profondo impatto dell’esercizio fisico su vari sistemi biologici, spiegando ulteriormente la sua capacità di migliorare la salute e combattere le malattie. In questo speciale esploriamo le ricerche più recenti su come l’esercizio fisico possa proteggere la salute del cervello durante l’invecchiamento.
L’esercizio fisico è legato all’aumento della forza muscolare, al miglioramento della salute del cuore, alla riduzione della glicemia e a numerosi altri benefici per la salute.
Attività come correre su un tapis roulant, andare in bicicletta su una collina ripida, sollevare pesi o fare una passeggiata veloce all’ora di pranzo offrono un’ampia gamma di vantaggi che vanno oltre il miglioramento dell’aspetto fisico o della resistenza.
Alcuni studi suggeriscono che un’attività fisica regolare può migliorare l’umore, alleviare lo stress e affinare le funzioni cognitive, sottolineando la profonda connessione tra corpo e mente.
Tuttavia, persone diverse possono rispondere in modo diverso a varie forme di esercizio, come gli allenamenti aerobici o di forza.
Sebbene sia risaputo che l’esercizio fisico regolare è fondamentale per uno stile di vita sano, alcune vecchie ricerche hanno suggerito che l’esercizio fisico intenso potrebbe avere effetti negativi.
Ricerche più recenti, tuttavia, hanno dimostrato che gli atleti d’élite hanno avuto un’aspettativa di vita leggermente più lunga nel corso dei decenni.
L’esercizio fisico migliora significativamente la salute del cervello, migliorando la cognizione e l’umore e riducendo il rischio di malattie neurodegenerative attraverso la promozione della neurogenesi e della plasticità sinaptica.
Cosa dicono le ultime evidenze e le opinioni degli esperti sui modi in cui l’attività fisica regolare aiuta a mantenere la salute del cervello, oltre che quella generale, quando si invecchia?
Come l’esercizio fisico influenza il corpo a livello molecolare
In un nuovo sforzo collaborativo guidato dalla Stanford Medicine, i ricercatori hanno esplorato i meccanismi sottostanti attraverso i quali l’esercizio fisico promuove la salute generale, in particolare quella del cervello.
Comprendendo come l’esercizio fisico influenzi i diversi organi a livello molecolare, i fornitori di assistenza sanitaria potrebbero personalizzare le raccomandazioni sull’esercizio fisico in modo più efficace.
Questa conoscenza potrebbe anche aprire la strada allo sviluppo di terapie farmacologiche che imitino i benefici dell’esercizio fisico per coloro che non sono in grado di praticarlo.
Lo studio – i cui risultati sono pubblicati su Nature – ha coinvolto quasi 10.000 misurazioni in quasi 20 tipi di tessuti per esaminare l’impatto di 8 settimane di esercizio di resistenza in topi di laboratorio addestrati a correre su piccoli tapis roulant.
Le conclusioni rivelano effetti notevoli dell’esercizio fisico sul sistema immunitario, sulla risposta allo stress, sulla produzione di energia e sul metabolismo.
I ricercatori hanno identificato connessioni significative tra l’esercizio fisico e molecole e geni già noti per essere coinvolti in numerose malattie umane e nel recupero dei tessuti.
Tra gli altri lavori recenti dei ricercatori della Stanford Medicine, un rapporto pubblicato su Nature Communications che esplora i cambiamenti indotti dall’esercizio fisico nei geni e nei tessuti associati al rischio di malattie e un lavoro pubblicato su Cell Metabolism, che esamina gli effetti dell’esercizio fisico sui mitocondri, i produttori di energia cellulare, in vari tessuti, nei ratti.
Come l’allenamento di resistenza influisce sul corpo
Lo studio di Nature ha esaminato gli effetti di 8 settimane di allenamento di resistenza su diversi sistemi biologici, tra cui l’espressione genica (il trascrittoma), le proteine (il proteoma), i grassi (il lipidoma), i metaboliti (il metaboloma), le etichette chimiche del DNA (l’epigenoma) e il sistema immunitario.
I ricercatori hanno condotto analisi su diversi tessuti di ratti allenati a correre per distanze crescenti e li hanno confrontati con i tessuti di ratti sedentari.
Si sono concentrati sui mitocondri dei muscoli delle gambe, del cuore, del fegato, dei reni, del tessuto adiposo bianco – che si accumula come grasso corporeo -, dei polmoni, del cervello e del tessuto adiposo bruno – un grasso metabolicamente attivo che brucia calorie.
Questo approccio completo ha generato centinaia di migliaia di risultati per i cambiamenti non epigenetici e oltre 2 milioni di cambiamenti epigenetici distinti nei mitocondri, fornendo un ricco database per la ricerca futura.
Oltre all’obiettivo primario di creare una banca dati, sono emersi alcuni risultati degni di nota. Ad esempio, l’espressione dei geni mitocondriali è cambiata con l’esercizio fisico in diversi tessuti.
I ricercatori hanno scoperto che l’allenamento ha aumentato la regolazione dei geni nei mitocondri del muscolo scheletrico dei ratti, che sono invece diminuiti nei mitocondri del muscolo scheletrico dei soggetti affetti da diabete di tipo 2. Hanno anche dimostrato che l’allenamento ha aumentato la regolazione dei geni nei mitocondri dei ratti.
Hanno anche dimostrato che l’allenamento ha aumentato la regolazione dei geni nei mitocondri dei fegati dei ratti, che sono ridotti nelle persone affette da cirrosi.
Questi due risultati suggeriscono che l’allenamento di resistenza può contribuire a migliorare la funzione muscolare nel diabete e a rafforzare la salute del fegato.
Il sesso biologico influisce sulla risposta all’esercizio fisico?
Infine, i ricercatori hanno identificato differenze di sesso nel modo in cui i tessuti dei ratti maschi e femmine rispondono all’esercizio.
Dopo 8 settimane, i ratti maschi hanno perso circa il 5% del loro grasso corporeo, mentre le femmine non hanno perso una quantità significativa. Tuttavia, le femmine hanno mantenuto la loro percentuale iniziale di grasso, mentre le femmine sedentarie hanno guadagnato un ulteriore 4% di grasso corporeo durante lo studio.
La differenza più dinamica nell’espressione genica mitocondriale dopo l’esercizio fisico nei ratti si è verificata nelle ghiandole surrenali.
Gli autori dello studio propongono che le differenze osservate in seguito all’esercizio fisico siano in gran parte dovute a cambiamenti nell’espressione genetica mitocondriale negli organi e nei tessuti responsabili del mantenimento dell’equilibrio energetico.
L’effetto ringiovanente dell’esercizio fisico sulle cellule immunitarie
Un altro studio, questa volta completato da un gruppo di ricerca dell’Università del Queensland in Australia e pubblicato su Aging Cell, ha dimostrato come l’esercizio fisico possa scoraggiare o rallentare il declino cognitivo con l’avanzare dell’età.
I ricercatori hanno esaminato l’espressione genica in singole cellule cerebrali di topi, scoprendo che l’esercizio fisico influenza profondamente l’espressione genica della microglia, le cellule immunitarie che supportano la funzione cerebrale nel sistema nervoso centrale.
In particolare, l’esercizio fisico ha riportato i modelli di espressione genica delle microglia invecchiate a modelli simili a quelli osservati nelle microglia giovani.
Gli esperimenti di deplezione delle microglia hanno dimostrato la loro necessità per gli effetti benefici dell’esercizio fisico sulla creazione di nuovi neuroni nell’ippocampo, una regione del cervello fondamentale per la memoria, l’apprendimento e le emozioni.
Questo studio ha anche rivelato che l’accesso dei topi a una ruota da corsa ha impedito o ridotto la presenza di cellule T nell’ippocampo con l’invecchiamento.
Queste cellule immunitarie sono tipicamente assenti nel cervello giovane, ma aumentano con l’età.
L’autrice Jana Vukovic, PhD, professore assistente e capo del laboratorio di neuroimmunologia e cognizione dell’Università del Queensland, ha spiegato i risultati principali.
Vukovic ha spiegato che: “Il processo di invecchiamento colpisce tutti i diversi tipi di cellule del cervello, con l’impatto maggiore sulle cellule immunitarie residenti: la microglia. È importante notare che l’esercizio fisico riporta il profilo genico della microglia allo stato giovanile”.
Capire come l’esercizio fisico sostenga la salute del cervello “è una domanda chiave per molti scienziati a livello globale”, ha osservato Vukovic, aggiungendo che lei e i suoi colleghi “propongono che l’esercizio fisico alteri il paesaggio immunitario nel cervello che invecchia e quindi permetta alle cellule immunitarie di continuare a sostenere la funzione delle cellule nervose”.
“Il ruolo della microglia, al di là del suo coinvolgimento nella rimozione dei detriti cellulari, non è ben compreso. Sappiamo che la microglia sostiene la nascita di nuovi neuroni nell’ippocampo, una struttura importante per l’apprendimento e la memoria. Tuttavia, potrebbero essere in gioco molti altri meccanismi”.
L’esercizio fisico rafforza le connessioni tra le cellule cerebrali
Ryan Glatt, CPT, NBC-HWC, senior brain health coach e direttore del FitBrain Program presso il Pacific Neuroscience Institute di Santa Monica, non coinvolto in questi studi, ha dichiarato a MNT che essi “sottolineano i molteplici benefici dell’esercizio fisico sulla salute del cervello, in particolare attraverso la regolazione genica, la funzione mitocondriale e la risposta immunitaria”.
“Offrono preziose intuizioni fondendo la biologia molecolare con interventi pratici per la salute delle popolazioni che invecchiano”, ha aggiunto.
Ad esempio, “l’esercizio fisico migliora la plasticità sinaptica e il flusso sanguigno, riducendo al contempo l’infiammazione e aumentando l’espressione di fattori neurotrofici come BDNF”, spiega Glatt. “Questi effetti possono migliorare sinergicamente la memoria, l’apprendimento e la salute generale del cervello”.
“L’esercizio fisico può influenzare l’espressione genica legata alla plasticità cerebrale, all’infiammazione e al metabolismo, migliorando al contempo la funzione mitocondriale e modulando le risposte immunitarie. I cambiamenti ormonali dovuti all’attività fisica possono anche contribuire a migliorare l’umore e a ridurre lo stress”.
Le migliori forme di esercizio per un cervello che invecchia sano
Vukovic ha osservato che “ci sono studi in corso per ottimizzare i programmi di esercizio per gli anziani; tuttavia, il Pilates è un buon punto di partenza per chi vuole impegnare i muscoli”.
Glatt è d’accordo, aggiungendo che “gli esercizi aerobici come l’esercizio cardiovascolare, l’allenamento della forza e gli esercizi di equilibrio sono particolarmente benefici per la salute del cervello, sia in modo condiviso che unico”.
“Le attività che combinano sfide fisiche e cognitive, come la danza o il tai chi, possono essere particolarmente efficaci per alcuni aspetti della salute del cervello”.
Tuttavia, ha avvertito che: “Sebbene l’esercizio fisico sia benefico per la salute del cervello, la variabilità individuale dovuta alla genetica e alla salute di base può influenzare i risultati. Sono necessarie ulteriori ricerche per determinare la sostenibilità a lungo termine e i tipi e le intensità di esercizio ottimali per le diverse popolazioni”.
REFEZIONE QUOTIDIANO 