Come l’esercizio fisico può ringiovanire le cellule del cervello: scopri i benefici

Recenti ricerche hanno dimostrato che l’esercizio fisico può prevenire e rallentare il declino cognitivo influenzando l’espressione genica nelle cellule cerebrali dei topi. È stato osservato che l’esercizio fisico riporta le microglia invecchiate a uno stato giovanile, essenziale per la formazione di nuovi neuroni nell’ippocampo. Inoltre, si è ridotta la presenza di cellule T nel cervello invecchiato. Questo suggerisce che l’attività fisica può ringiovanire le cellule immunitarie del cervello e ridurre gli effetti dell’invecchiamento, evidenziando la necessità di programmi di esercizio personalizzati per la salute cognitiva.

Una nuova ricerca pubblicata il 15 maggio sulla rivista Aging Cell fornisce approfondimenti su come l’esercizio fisico possa prevenire e rallentare il declino cognitivo durante l’invecchiamento. I ricercatori hanno valutato l’espressione dei geni nelle cellule del cervello dei topi e hanno scoperto che l’esercizio ha un impatto significativo sull’espressione genica nelle microglia, le cellule immunitarie del sistema nervoso centrale che supportano la funzione cerebrale. Il gruppo ha riportato che i modelli di espressione genica delle microglia invecchiate sono stati riportati a quelli delle microglia giovani.

Le microglia svolgono un ruolo cruciale nella salute cerebrale. Trattamenti che coinvolgono le microglia sono necessari per gli effetti stimolatori dell’esercizio sulla formazione di nuovi neuroni nell’ippocampo del cervello, una regione coinvolta nella memoria, nell’apprendimento e nelle emozioni. È stato scoperto che permettere ai topi di accedere a una ruota per correre ha ridotto la presenza di cellule T nell’ippocampo durante l’invecchiamento. Le cellule immunitarie, tipicamente presenti nel cervello durante la giovinezza, aumentano con l’età.

La co-autrice Jana Vukovic, PhD, dell’Università del Queensland in Australia, ha affermato: “Siamo rimasti sorpresi ed entusiasti di scoprire che l’attività fisica ringiovanisce e trasforma la composizione delle cellule immunitarie del cervello, invertendo gli impatti negativi dell’invecchiamento”. Questo evidenzia l’importanza di normalizzare e facilitare l’accesso a programmi di esercizio personalizzati. I risultati dovrebbero aiutare le industrie a progettare interventi per gli individui anziani per mantenere e migliorare le loro capacità fisiche e mentali.

La scoperta che l’esercizio fisico può influenzare l’espressione genica delle microglia e ridurre la presenza di cellule T nel cervello invecchiato apre nuove prospettive per la ricerca sulla salute cerebrale. Lo studio suggerisce che l’attività fisica non solo migliora la salute fisica, ma ha anche un impatto significativo sulla salute mentale e cognitiva. La capacità dell’esercizio di riportare le microglia a uno stato giovanile potrebbe rappresentare una svolta nella lotta contro le malattie neurodegenerative legate all’età.

La riduzione delle cellule T nel cervello invecchiato attraverso l’esercizio fisico potrebbe essere un meccanismo di protezione contro l’infiammazione cronica, associata al declino cognitivo e ad altre patologie cerebrali. Questo merita ulteriori indagini per comprendere appieno le implicazioni terapeutiche. Le implicazioni dei risultati sono vaste e potrebbero portare a nuove strategie per promuovere la salute cerebrale negli anziani. La progettazione di programmi di esercizio personalizzati basati su queste scoperte potrebbe migliorare la qualità della vita delle persone anziane, riducendo il rischio di declino cognitivo e migliorando l’autonomia.

Lo studio sottolinea l’importanza di integrare l’esercizio fisico nella routine quotidiana come strumento per mantenere la salute cerebrale e combattere gli effetti dell’invecchiamento. La ricerca futura sull’identificazione dei meccanismi molecolari specifici attraverso i quali l’esercizio esercita i suoi effetti benefici potrebbe aprire la strada a interventi mirati e personalizzati.

Effetti dell’invecchiamento sul sistema nervoso

L’invecchiamento interessa tutte le parti del sistema nervoso: cervello, midollo spinale e nervi periferici. La funzione cerebrale varia con l’età, dall’infanzia, all’età adulta, fino alla vecchiaia. Durante l’infanzia, la capacità di pensare e ragionare aumenta, e il bambino acquisisce abilità complesse. Durante la maggior parte dell’età adulta, la funzione cerebrale rimane stabile. Tuttavia, trascorsa una certa età, si verifica un calo della funzione cerebrale. Il volume di alcune aree cerebrali può diminuire fino all’1% all’anno in alcuni soggetti, senza però una perdita di funzione.

Le modificazioni strutturali cerebrali correlate all’età non sempre provocano una perdita di funzione cerebrale. La diminuzione della funzione cerebrale con l’invecchiamento può derivare da numerosi fattori, tra cui cambiamenti nelle sostanze chimiche cerebrali, cambiamenti nelle cellule nervose, accumulo di sostanze tossiche e modificazioni ereditarie. Aspetti diversi della funzione cerebrale possono essere colpiti in tempi diversi: la memoria recente e la capacità di apprendere nuove nozioni sono compromesse presto, mentre le capacità verbali possono declinare più tardi. La capacità intellettiva e la capacità di elaborare informazioni possono rimanere integre in assenza di disturbi neurologici o vascolari. Il tempo di reazione e l’esecuzione di compiti possono rallentare, poiché il cervello elabora gli impulsi nervosi più lentamente.

Gli effetti dell’invecchiamento sulla funzione cerebrale sono difficili da distinguere dagli effetti di malattie comuni negli anziani, come depressione, ictus, ipotiroidismo e patologie cerebrali degenerative come la malattia di Alzheimer. Con l’avanzare dell’età, il numero di cellule nervose cerebrali può diminuire, variando da persona a persona in base allo stato di salute. Alcuni tipi di memoria, come la memoria temporanea (a breve termine), sono più vulnerabili alla perdita. Tuttavia, il cervello dispone di caratteristiche che aiutano a compensare le perdite, come la ridondanza (il cervello possiede più cellule di quante siano necessarie per funzionare) e la formazione di nuove connessioni.

Il cervello può produrre nuove cellule nervose in alcune aree, come l’ippocampo e i gangli basali, anche dopo una lesione cerebrale o un ictus. Le persone che hanno subito una lesione cerebrale o un ictus possono acquisire nuove abilità attraverso la terapia occupazionale. L’esercizio fisico può rallentare la perdita di cellule nervose nelle aree della memoria e aiutare a conservare il buon funzionamento delle cellule nervose rimanenti. Tuttavia, il consumo di due o più bevande alcoliche al giorno può accelerare il declino della funzione cerebrale.

Con l’avanzare dell’età, il flusso sanguigno al cervello può non cambiare o diminuire solo leggermente in alcuni soggetti. Tuttavia, in molti altri, il flusso sanguigno diminuisce meno dell’1% ogni anno. La riduzione del flusso sanguigno è maggiore nelle persone che soffrono di aterosclerosi delle arterie al cervello (malattia cerebrovascolare). Questa malattia si verifica con maggiore probabilità negli individui che hanno fumato a lungo, affetti da ipertensione arteriosa, colesterolo alto e livelli elevati di zucchero nel sangue (diabete mellito) non controllati da modifiche dello stile di vita o farmaci. Queste persone possono perdere cellule cerebrali prematuramente, diminuendo la funzione mentale e aumentando il rischio di danni vascolari che possono portare a demenza vascolare a un’età precoce.

L’esercizio fisico può rallentare il declino della funzione cerebrale legato all’età. Con l’avanzare dell’età, i dischi tra le ossa del dorso (vertebre) diventano duri e fragili, e alcune parti delle vertebre possono crescere eccessivamente. I dischi perdono la loro capacità protettiva, applicando maggiore pressione sul midollo spinale e sui rami dei nervi (radici nervose spinali). Questo aumento di pressione può danneggiare le fibre nervose provenienti dal midollo spinale, provocando una diminuzione delle sensazioni e riducendo la forza e l’equilibrio.

Con l’avanzare dell’età, i nervi periferici conducono gli impulsi più lentamente e il rilascio di neurotrasmettitori è compromesso, provocando una diminuzione delle sensazioni, un rallentamento dei riflessi e una maggiore goffaggine. La conduzione nervosa può rallentare a causa della degenerazione delle guaine mieliniche che circondano i nervi. Le guaine mieliniche sono strati di tessuto che isolano i nervi e accelerano la conduzione degli impulsi. Con l’avanzare dell’età, il flusso sanguigno diminuisce e le ossa circostanti crescono eccessivamente, comprimendo i nervi. Le modificazioni funzionali correlate all’età sono più evidenti se i nervi sono danneggiati da altri fattori, come il diabete mellito.

In persone giovani, se l’assone di un nervo periferico è danneggiato, può ripararsi da sé a condizione che il corpo cellulare, situato all’interno o vicino al midollo spinale, rimanga integro. Tuttavia, l’autoriparazione avviene lentamente e in modo incompleto negli anziani, rendendoli maggiormente vulnerabili a traumi e malattie.

Attività fisica e invecchiamento: cosa dice la scienza

Ringiovanisci con l’allenamento X oppure allenati col metodo Y, frena l’invecchiamento. Abbiamo visto titoli di giornali esclamare metodi sensazionali per mantenersi giovani. Ma cosa c’è di realmente vero? Un sano scetticismo verso metodi miracolosi non guasta mai, sembra troppo bello per essere vero che si possa frenare l’invecchiamento o ringiovanire di cinque o dieci anni con il movimento fisico, no? Tuttavia, questa tesi è frequentemente confermata dalle ricerche scientifiche. Studi degli ultimi anni dimostrano che l’attività fisica non solo fa bene alla salute, ma giova anche alla longevità. Il movimento fisico funge da protezione per vari organi del corpo. L’effetto è stupefacente: è possibile frenare e invertire la marcia dell’invecchiamento semplicemente muovendosi. Se qualcosa merita la nomina di “elisir della gioventù”, è l’attività fisica.

Per capire l’effetto dell’attività fisica sull’invecchiamento, bisogna capire cos’è l’invecchiamento. Nel contesto medico, non è definito. È un graduale cambiamento che riduce la funzionalità del cervello, del cuore, delle difese immunitarie e dei muscoli con il passare degli anni. Tuttavia, non è soltanto il numero di compleanni a decidere lo stato del cuore o dei reni. Ricerche recenti indicano che i cambiamenti degli organi dipendono anche dallo stile di vita adottato con l’avanzare dell’età. Diventiamo più comodi, ci muoviamo meno, assumiamo un’alimentazione sbagliata e conduciamo una vita meno salutare.

Ci chiediamo: l’invecchiamento dipende dal trascorrere del tempo o dallo stile di vita che conduciamo? L’invecchiamento muscolare dipende per il 50-60% dalla riduzione dell’attività fisica e da altri fattori legati allo stile di vita. Il resto dipende dal tempo. Se più della metà del fenomeno dell’invecchiamento dipende dal cambiamento dello stile di vita, essere più attivi, come da giovani, dovrebbe frenare l’invecchiamento, giusto? La risposta è sì! I risultati delle ricerche mettono in luce questo. Con il movimento fisico, è possibile ridurre del 50% la velocità con cui l’invecchiamento avanza.

Gli organi del corpo si deteriorano come componenti vitali di una macchina che ha percorso centinaia di migliaia di chilometri. La differenza è che più il corpo viene usato, più trae beneficio. Il corpo umano è composto da più di 100.000 miliardi di cellule. I motori delle cellule sono i mitocondri, le centrali che producono energia. I mitocondri hanno un DNA che ereditiamo dalla mamma. Una teoria suggerisce che all’inizio dei tempi fossero batteri che durante l’evoluzione sono stati incorporati nelle cellule. I mitocondri sono presenti in ogni singola cellula, da poche decine a migliaia, a seconda dell’energia necessaria.

Vogliamo avere tanti mitocondri produttivi per far funzionare meglio le cellule. I mitocondri hanno una vita breve e dopo un paio di mesi vengono eliminati e rimpiazzati. Questo processo va avanti per mantenere un numero costante di mitocondri. La quantità massima si raggiunge tra i 20 e i 25 anni, poi comincia a diminuire lentamente. Di conseguenza, le persone anziane hanno un numero inferiore di mitocondri, che funzionano meno bene. Questo influisce sulla funzionalità delle cellule muscolari, come quelle del cuore e del cervello, che non sono più al massimo. La riduzione della quantità e della qualità dei mitocondri è una delle spiegazioni dell’invecchiamento.

Entra in scena l’allenamento: l’attività fisica è dimostrata essere il metodo migliore per la formazione di nuovi mitocondri, non solo per le cellule muscolari. Un gruppo di ricercatori dell’Università di Harvard ha studiato topolini manipolati geneticamente per impedire alle cellule di riparare i danni provocati nei mitocondri, con la conseguenza che le cellule e i mitocondri non funzionavano a dovere. I topolini invecchiavano più rapidamente, con muscoli atrofizzati già a 8 mesi, un’età che corrisponde a 60 anni per un essere umano. I loro cervelli si restringevano, il pelo diventava grigio e la voglia di socializzare spariva. L’istinto sessuale si fermava e alcuni non si muovevano quasi più. Invecchiavano anzitempo, finendo per morire a un anno di età, prima del normale.

L’equipe di ricercatori prese un gruppo di topolini, di età tra 3 e 8 mesi, e li fece correre su una ruota per 45 minuti, tre volte alla settimana, per 3-8 mesi. Per un umano, sarebbe come fare 10 chilometri di corsa tre volte alla settimana in un’età tra 20 e 50 anni, un programma d’allenamento di tutto rispetto. La fatica dei topolini fu ripagata. L’allenamento fatto con regolarità dimostrò di essere una cura miracolosa contro la disfunzione genetica con cui erano nati. I muscoli non si atrofizzavano, il cervello non si restringeva, il pelo restava intatto e il cuore era in gran forma. La loro salute era migliore rispetto ai compagni con cellule mutate che non facevano attività fisica. Erano sempre attivi e socializzavano volentieri con altri topolini, non avevano perso l’interesse per il sesso. Non invecchiavano anzitempo come i compagni che non facevano attività fisica.

Mentre altri topolini della stessa età si trascinavano in giro con il pelo grigio, cuori deboli e cervelli ristretti, i topolini allenati erano ancora vispi e attivi. Avevano lo stesso aspetto dei topolini della stessa età senza mutazione genetica. Riuscirono a frenare l’invecchiamento precoce. Entro un anno, i topolini manipolati fisicamente passivi erano già morti, mentre i compagni allenati andavano ancora in giro in forma smagliante per la loro età, nonostante la manipolazione genetica. Il risultato fu stupefacente: possibile che i topolini che correvano nella ruota frenassero l’invecchiamento?

Da esami approfonditi emerse che questi topolini avevano più mitocondri nelle cellule, non solo nelle cellule muscolari, ma anche nelle cellule del cuore e del cervello. Che correre potesse evitare che i muscoli delle gambe si atrofizzassero era logico, poiché questi erano i diretti interessati. Tuttavia, stupiva che tutti gli organi avessero gli stessi benefici, con una totale inversione di rotta dell’invecchiamento. Come avvenga questo processo non è ancora chiaro, ma nell’attesa che la ricerca vada avanti, possiamo accontentarci di sapere che avviene.

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