Ricerche

Nuovo studio prova che una semplice pratica di biofeedback riduce i livelli di peptidi amiloide-beta associati all'Alzheimer.

L'esercizio era semplice: inspirare contando fino a 5, quindi espirare contando fino a 5, per 20 minuti, 2 volte al giorno, per 4 settimane. Queste brevi sessioni di respirazione hanno avuto un impatto significativo: la variabilità della frequenza cardiaca dei volontari è aumentata durante ciascun periodo di esercizio e i livelli di peptidi amiloide-beta (Aβ) circolanti nel sangue sono diminuiti per le 4 settimane dell'esperimento.

Questa è la scoperta di un nuovo studio eseguito alla University of Southern California di Los Angeles, guidato dalla prof.ssa Mara Mather e pubblicato il mese scorso su Scientific Reports. Lo studio potrebbe essere il primo a scoprire un modo in cui giovani e vecchi possono ridurre i propri livelli di Aβ: attraverso esercizi di respirazione che riducono i livelli nel sangue di questi peptidi associati al morbo di Alzheimer (MA).

Questo perché il modo in cui respiriamo influenza la frequenza cardiaca, che a sua volta influisce sul sistema nervoso e sul modo in cui il nostro cervello produce ed elimina proteine. Mentre siamo svegli e attivi, in genere usiamo il sistema nervoso simpatico, il cosiddetto sistema 'lotta o fuggi', che usiamo anche per fare esercizio, focalizzare l'attenzione e persino per aiutare a creare ricordi di lunga durata.

Quando si attiva il sistema nervoso simpatico, non ci sono molte variazioni nel tempo tra ogni battito cardiaco. Al contrario, quando è attivo il sistema parasimpatico, la frequenza cardiaca aumenta quando si inspira e cala mentre si espira.

Quando siamo giovani, o vecchi ma molto in forma, il nostro corpo passa facilmente tra i sistemi nervosi simpatico e parasimpatico. Quest'ultimo, chiamato anche la parte 'riposo e digestione' del nostro sistema, consente di calmarci, digerire il cibo facilmente e dormire profondamente. Quando sono presenti questi tipi di attività, la variazione tra i battiti cardiaci è maggiore.

Ma gli scienziati hanno capito che, invecchiando, diminuisce drasticamente la capacità di accedere al sistema nervoso parasimpatico e, quindi, alla variazione della frequenza cardiaca. Uno studio del 2020 con orologi intelligenti ha scoperto che la variabilità della frequenza cardiaca diminuisce in media dell'80% tra i 20 e i 60 anni. Questa scoperta potrebbe parzialmente spiegare perché abbiamo difficoltà a dormire profondamente mentre invecchiamo.

"Sappiamo che i sistemi simpatico e parasimpatico influenzano la produzione e l'eliminazione dei peptidi e delle proteine correlati al MA", ha affermato la Mather, che dirige il laboratorio Emozioni e Cognizione della facoltà di gerontologia. "Tuttavia, il modo in cui questi cambiamenti fisiologici nell'invecchiamento contribuiscono a determinare la possibilità di sviluppare o no il MA è stato studiato molto poco".

La Mather e altri ricercatori dell'USC, della UC Irvine e dell'UCLA hanno chiesto ai partecipanti di fare esercizi di biofeedback (cambio dell’attività fisiologica per migliorare la salute e le prestazioni) due volte al giorno, per 20 minuti alla volta. Tutti i partecipanti si sono fissati un monitor cardiaco all'orecchio, collegato a un laptop fornito dai ricercatori.

A metà del gruppo è stato chiesto di pensare a cose calme, come una scena in spiaggia o una passeggiata in un parco o di ascoltare musica calma. Nel frattempo, è stato loro chiesto di tenere d'occhio la frequenza cardiaca visibile sullo schermo del laptop, assicurandosi che la linea di frequenza cardiaca fosse più possibile stabile mentre meditavano.

All'altro gruppo è stato detto di respirare al ritmo indicato sullo schermo del laptop: inspirare quando appariva un quadrato e espirare quando spariva. Hanno anche monitorato la loro frequenza cardiaca, che tendeva a salire mentre inalavano e a crollare fino alla linea di base mentre espiravano. Il loro obiettivo era aumentare le oscillazioni della frequenza cardiaca indotte dalla respirazione.

I ricercatori hanno prelevato campioni di sangue prima che i partecipanti iniziassero l'esperimento e ancora dopo 4 settimane di allenamento al biofeedback. Quindi hanno esaminato il plasma dei partecipanti di entrambi i gruppi, alla ricerca di peptidi Aβ, in particolare Aβ40 e Aβ42.

Si ritiene che l'accumulo di Aβ nel cervello causato dall'aumento della produzione e/o dalla sua ridotta eliminazione inneschi il processo del MA. Negli adulti sani che non hanno ancora segni di accumulo di amiloide nel cervello, una meta-analisi ha mostrato che livelli più elevati di Aβ40 e Aβ42 nel sangue circolante prevedevano un rischio maggiore di MA.

Nello studio della Mather e colleghi, i livelli plasmatici di entrambi i peptidi sono diminuiti nel gruppo che respirava lentamente e che cercava di aumentare la variabilità della frequenza cardiaca (HRV, heart rate variability) aumentando le oscillazioni.

Ora i ricercatori vogliono capire perché i peptidi diminuiscono quando aumenta l'HRV, ha affermato Jungwon Min, dottoranda in psicologia e prima autrice dello studio. È perché vengono prodotti meno peptidi? O perché il corpo li elimina meglio? O qualche combinazione di entrambi? Lo studio attuale dà alcuni suggerimenti:

"Sulla base dei dati che abbiamo, sembra che la diminuzione dell'Aβ sia dovuta di più alla riduzione della produzione", ha affermato. "Ma ciò non esclude la possibilità di un aumento della sua eliminazione".

Dei 108 partecipanti allo studio, la metà era giovane (dai 18 ai 30 anni) e la metà era vecchia (dai 55 agli 80 anni). Giovani e anziani hanno mostrato effetti simili degli interventi sui livelli di Aβ nel plasma.

Lo studio sembra essere il primo a scoprire che gli interventi comportamentali possono ridurre il livello di peptidi Aβ nel plasma. Ricerche precedenti hanno dimostrato che la privazione del sonno e lo stress possono aumentare i livelli di Aβ, ma ridurla con interventi comportamentali si è rivelato più impegnativo.

"Almeno finora, gli interventi di esercizio non hanno ridotto i livelli di Aβ", ha affermato la Mather. "Praticare regolarmente la respirazione a ritmo lento tramite biofeedback HRV può essere un modo economico e a basso rischio per ridurre i livelli plasmatici di Aβ e mantenerli bassi in tutta l'età adulta".