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Esperienze e opinioni

Un corpo in movimento: la relazione tra esercizio e cognizione

cyclists in berlin 1929La famosa 6 giorni di ciclismo di Berlino del 1929, dipinto di Max Oppenheimer

Breaking Away (All American Boys in Italia) del 1979 è un film acclamato dalla critica e vincitore di un Oscar, ambientato nel pittoresco campus dell'Indiana University a Bloomington. I quattro ragazzi adolescenti locali della storia sono 'tagliatori', così chiamati perché i loro padri, che non avevano mai avuto l'opportunità di ottenere un'istruzione universitaria, nonostante vivessero a Bloomington, erano stati scalpellini per alcuni dei maestosi edifici dell'università.


Dopo il diploma di scuola superiore, questi ragazzi sembrano senza direzione o ambizione e hanno possibilità molto limitate di avanzamento. Passano molti giorni a prendere il sole e tuffarsi nella vecchia cava di pietra. Solo quando immaginano una gara ciclistica altamente competitiva contro la comunità superiore percepita degli studenti universitari, si motivano.


Significativamente, il nostro protagonista Dave non è solo il più determinato, ma anche il più intelligente dei suoi amici. E più eccelle in modo competitivo nella sua abilità fisica, più può permettersi di aspirare a maggiori sfide cognitive e all'istruzione superiore. Alla fine, è l'unico del suo gruppo che si iscrive alla prestigiosa Indiana University.


L'attività fisica in Breaking Away è della massima intensità e la competizione ciclistica rappresentata è particolarmente estenuante. Tale attività fisica ad alta intensità, tuttavia, non è necessaria per migliorare il pensiero e creare un senso di benessere. Ad esempio, il filosofo danese del XIX secolo Søren Kierkegaard, in una lettera alla nipote, scrisse: "Soprattutto, non perdere la voglia di camminare; ogni giorno mi trovo in uno stato di benessere e mi allontano da ogni malattia. Sono entrato nei miei migliori pensieri ... La salute e la salvezza possono essere trovate solo nel movimento". (Minshull, Beneath My Feet: Writers on Walking, 2018.)


I medici conoscono l'importanza dell'attività fisica, incluso il cammino, sulla salute, almeno dal tempo di Ippocrate e del suo trattato Regimen (Libro II, Precope, 1952). In generale, l'attività fisica è definita dall'Organizzazione Mondiale della Sanità "come qualsiasi movimento corporeo, prodotto da muscoli scheletrici, che richiede dispendio energetico; l'esercizio è un'attività fisica pianificata, strutturata e ripetitiva con lo scopo di condizionare parti del corpo". (Frederiksen et al, Journal of Alzheimer's Disease, 2018)


Medici e ricercatori sono sempre più interessati a studiare gli effetti delle strategie non farmacologiche (come l'attività fisica) sulla cognizione mentre la popolazione invecchia e i farmaci generalmente non riescono a prevenire l'insorgenza e la progressione delle malattie neurodegenerative degli anziani. Più di 200 malattie possono causare la demenza, che è il termine generale che indica i danni alla memoria e al giudizio e, infine, alla capacità di funzionare in modo indipendente nelle attività della vita quotidiana. (Pedersen e Saltin, Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 2015)


Il morbo di Alzheimer (MA) è la più comune di queste e rappresenta dal 60 all'80% dei casi di demenza (Guure et al, BioMed Research International, 2017; Cass, Current Sports Medicine Reports, 2017). Anche se la vecchiaia è il fattore di rischio più forte per lo sviluppo della demenza, non è necessariamente una conseguenza naturale dell'invecchiamento. Statisticamente, circa il 3% delle persone di età compresa tra 65 e 74 anni sviluppa una demenza, ma quasi la metà della popolazione ne svilupperà una qualche forma dopo gli 85 anni (Pedersen e Saltin, 2015). Entro l'anno 2025, si prevede che gli Stati Uniti avranno circa 7,1 milioni di persone con demenza (Guure et al, 2017). Per lo sviluppo della demenza, ci sono fattori sia modificabili (es.: malattie cardiovascolari, obesità, fumo, diabete, depressione, coinvolgimento sociale, attività fisica) che non modificabili (es.: storia familiare, età, mutazioni genetiche come APOE-4).


Il lieve deterioramento cognitivo (MCI) è una sindrome in cui c'è un declino nel funzionamento cognitivo, maggiore del previsto per età ed educazione, ma che non interferisce con le attività della vita quotidiana. Circa la metà di coloro che sviluppano MCI progredirà verso il MA entro 5 anni (Cass, 2017). In genere, quelli con MA sviluppano grovigli neurofibrillari e placche di amiloide-beta e una perdita progressiva di neuroni nell'ippocampo, un'area cruciale per la memoria, tra le altre alterazioni patologiche (Cass, 2017; Bernardo et al, Brain Pathology, 2016).


Si ipotizza che questi cambiamenti, almeno in alcune forme di MA (es.: quello sporadico e tardivo), siano correlati a una disregolazione dei mitocondri, la centrale energetica della cellula; poiché il cervello usa circa il 20% dell'ossigeno del corpo, è altamente dipendente dalla produzione di energia da parte dei mitocondri. Il risultato di questa disregolazione precoce e dell'accumulo di amiloide-beta e di altre sostanze, è un'interruzione del trasporto assonale, l'esaurimento dell'ATP e sinapsi che 'muoiono di fame' (Bernardo et al, 2016).


Poiché alcuni studi riferiscono una riduzione del metabolismo del glucosio e un aumento dei livelli di stress ossidativo nel cervello di chi ha il MA, alcuni ricercatori hanno ipotizzato che il morbo sia una forma di diabete, diabete di tipo 3 (Trigiani e Hamel, Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism, 2017). Anche se i sintomi possono variare, spesso includono un progressivo declino cognitivo, confusione, disorientamento, apatia, agitazione, ansia e depressione (Bernardo et al, 2016).


Valutare gli effetti dell'esercizio sul funzionamento cognitivo, tuttavia, è complesso, in particolare quando si eseguono meta-analisi o revisioni sistematiche di studi con diverse tecniche di campionamento, lunghezze di osservazione, metodi, definizioni di esercizio (es.: tipo, quantità, intensità), relazioni di conformità e dimensioni del campione (Ross et al., British Journal of Sports Medicine, 2019). C'è anche il dubbio che la misurazione una tantum dell'attività fisica rifletta un modello di comportamento stabile (Cheng, Current Psychiatry Reports, 2016).


Molti studi soffrono di scarsa qualità metodologica (Frederiksen et al, 2018) e si basano anche su questionari di auto-segnalazione non accurati per valutare l'attività fisica (Guure et al, 2017). Inoltre, alcuni ricercatori hanno trovato un pregiudizio o 'punto cieco' contro le evidenze che supportano l'esercizio come valida alternativa ai farmaci: "il panorama in evoluzione sembra favorire sempre più gli interventi farmacologici sulle strategie per modificare lo stile di vita" (Naci e Ioannidis, British Journal of Sports Medicine, 2015).


La maggior parte degli studi, sia umani che animali, sostengono fortemente che l'esercizio ha un effetto 'neuro-protettivo' sulla cognizione e alcuni ricercatori considerano l'esercizio persino una 'medicina vascolare' (Green and Smith, Cold Spring Harbour Perspectives in Medicine, 2018). Rimangono molte domande, come la dose ottimale e il tipo di esercizio (es.: aerobico, anaerobico o combinato), per il massimo beneficio (Alkhadi, Molecular Neurobiology, 2018). E ci sono pochi studi che "consentono conclusioni definitive" a proposito dell'effetto dell'esercizio su coloro che hanno già la diagnosi di demenza (Pedersen e Saltin, 2015).


Oltre l'80% della materia grigia del cervello ha mostrato 'cambiamenti significativi' dopo l'esercizio fisico (Batouli e Saba, Behavioral Brain Research, 2017). Ma è un aumento dell'attuale forma cardio-respiratoria che può essere 'cruciale' (Barnes and Corkery, Brain Plasticity, 2018).


Teoricamente, l'esercizio può prevenire la demenza per il suo effetto di aumento del volume dell'ippocampo, possibilmente mediato dal 'fattore neurotrofico derivato dal cervello' (BDNF). (Le persone con demenza hanno bassi livelli di BDNF). Il BDNF sembra essere il mediatore chiave della cognizione in quanto espresso altamente nell'ippocampo e nella corteccia (Kennedy et al, Journal of Alzheimer's Disease, 2017).


L'attività fisica / esercizio fisico non solo aumenta il volume del sangue e migliora il flusso di sangue al cervello, ma migliora la funzione respiratoria. Può anche influenzare le strutture cerebrali con la crescita di nuovi neuroni (neurogenesi), ma valutare la neurogenesi negli esseri umani è "abbastanza difficile" (Cass, 2017) e non è chiaro in che modo la neurogenesi possa essere utile (sebbene i nuovi neuroni possano integrarsi nei circuiti esistenti).


L'attività fisica / esercizio fisico influisce sull'architettura sinaptica del cervello aumentando il numero, la densità e la lunghezza delle spine dendritiche (Alkhadi, 2018). In generale, stimola fattori di crescita come il BDNF e il 'fattore di crescita di tipo insulinico', sotto-regola lo stress ossidativo e le risposte infiammatorie e riduce l'esposizione del cervello alle sostanze neurotossiche come l'amiloide-beta e l'eccesso di glucosio (Cheng, Current Psychiatry Reports, 2016). Come risultato di tutti questi meccanismi, può migliorare l'attenzione, la velocità di elaborazione e la funzione esecutiva (Cass, 2017; Trigiani and Hamel, 2017).


In che modo i muscoli, in realtà, 'comunicano' con il cervello? Negli ultimi anni, i ricercatori hanno scoperto, prima nei topi e poi negli esseri umani, una miochina (cioè una sostanza rilasciata dai muscoli) chiamata catepsina B, che attraversa la barriera emato-encefalica, aumenta con l'esercizio e può essere coinvolta nella mediazione del miglioramento (indotto dall'esercizio) della neurogenesi nell'ippocampo.


I ricercatori sostengono l'importanza dell'esercizio fisico 'per tutta la vita' come influenza positiva sulla neurogenesi, in particolare nell'ippocampo (Pedersen, Nature Reviews / Endocrinology, 2019). C'è, tuttavia, più bisogno di standardizzazione della misurazione e la necessità di considerare la variabilità giornaliera in un soggetto (Ross et al, 2019).


E c'è apparentemente una notevole variabilità tra gli individui nelle loro risposte all'esercizio fisico, misurata dal massimo consumo di ossigeno (VO2 max); la maggior parte degli studi sull'esercizio si concentra sulle differenze di gruppo e ignora la forma cardio-respiratoria inter-individuo. L'esercizio deve essere personalizzato sull'individuo. Inoltre, alcune persone sono geneticamente più suscettibili agli effetti dell'esercizio rispetto ad altre, proprio come alcuni topi possono essere allevati per avere risposte maggiori o minori (Ross et al, 2019).


In conclusione: oltre l'80% del cervello, e in particolare l'ippocampo, che è così importante per la memoria, sembra essere modificabile dall'attività fisica / esercizio fisico. L'esercizio fisico può aumentare il volume dell'ippocampo, aumentare la plasticità sinaptica, aumentare il flusso di sangue al cervello, diminuire l'atrofia cerebrale legata all'età in molte aree e aumentare la sintesi e il rilascio di neurotrofine e fattori di crescita.


In altre parole, l'esercizio fisico offre protezione dal declino cognitivo inducendo cambiamenti sia neurochimici che strutturali nel cervello. Il volume, l'intensità, il tipo e la durata richiesti per questi effetti sono ancora sconosciuti. E potrebbe non essere solo l'attività / esercizio fisico in sé, ma un miglioramento della forma cardio-respiratoria che è necessario.


Inoltre, alcune persone sono geneticamente più suscettibili agli effetti dell'esercizio fisico. Ma, come i ragazzi adolescenti di Breaking Away, probabilmente non è mai troppo presto per iniziare ad aumentare l'attività / esercizio fisico, e potrebbe non essere mai troppo tardi. Come ha detto Kierkegaard, "la salute e la salvezza possono essere trovate solo nel movimento".

 

 

 


Fonte: Sylvia R. Karasu MD, professoressa di psichiatria del Weill Cornell Medical College.

Pubblicato su Psychology Today (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

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