La neuroscienza dell’esercizio fisico è un’area di ricerca, che mira a comprendere gli effetti dell’esercizio fisico sulle strutture e funzioni del sistema nervoso centrale (SNC). L’esercizio fisico, ha ricevuto crescente attenzione dalla comunità scientifica, nel contesto sia della salute mentale per le popolazioni cliniche, sia per le potenziali applicazioni nelle scienze dello sport.
I recenti aumenti di molte malattie mentali, come il disturbo depressivo maggiore (MDD), demenza e morbo di Parkinson (PD), evidenziano la necessità di aumentare gli sforzi di ricerca in questo ambito. Una recente recensione pubblicata, ha dimostrato che l’esercizio fisico regolare riduce i sintomi della depressione, demenza e Parkinson. Quindi, l’esercizio può essere un trattamento adiuvante per diverse malattie mentali. Un possibile meccanismo neurobiologico dell’esercizio, è dato dalla maggiore sintesi e rilascio di neurotrasmettitori e neurotrofine, che porterebbero alla neurogenesi, angiogenesi e neuroplasticità.
MECCANISMI DELL’ESERCIZIO
Ci sono prove che l’esercizio fisico promuove cambiamenti nel cervello umano, dovuti ad aumenti del metabolismo, ossigenazione e flusso sanguigno cerebrale. L’esercizio aumenta l’espressione di fattori trofici (BDNF, IGF-1, VEGF, NT3, FGF-2, GDNF, EGF e NGF), promuovendo così la neurogenesi, l’angiogenesi e la sinaptogenesi. L’invecchiamento, stress, malattie neurodegenerative e accumulo dei radicali liberi, tendono ad inibire la neurogenesi. L’attivazione dell’asse ipotalamo-ipofisi-surrene (HPA), cambia anche in conformità del tipo, durata e l’intensità dell’esercizio fisico, e si riscontra molto attivo con stress e sedentarietà, portando alla secrezione dell’ormone dello stress “cortisolo”. L’esercizio fisico a lungo termine, può avere effetti neuroprotettivi, in quanto l’allenamento porta a avere livelli più bassi di cortisolo sia a riposo che in risposta a un fattore di stress. Quindi l’esercizio porta cambiamenti biologici nell’attività dell’asse HPA, con un meccanismo di feedback negativo. Queste modifiche possono essere associate a un miglioramento della risposta immunitaria.
È interessante notare che le alterazioni ormonali possono influenzare sia il comportamento che le funzioni alimentari, interagendo con fattori anoressigeni, come glucosio, leptina, e fattori orlessigeni, come il neuropeptide Y e la grelina.
Gli effetti antiossidanti dell’esercizio, possono essere spiegati mediante la segnalazione mediata da ROS: la produzione di ROS nel mitocondrio, che deriva da una elevata domanda metabolica, può indurre segnalazioni che inducono l’espressione di geni che codificano enzimi antiossidanti, e che combattono l’accumulo di radicali liberi, come la superossido dismutasi, catalasi e glutatione perossidasi. Inoltre, l’aumento della concentrazione di ROS, modula l’attività dei percorsi intracellulari, che sono coinvolti nel comportamento delle fibre muscolari nell’esercizio.
L’esercizio può anche portare a cambiamenti genetici nelle strutture, come quelle dei telomeri nei leucociti. Soggetti che praticano attività fisica moderata, sembrano avere telomeri più lunghi.
Le persone con depressione, mostrano risposte neurofisiologiche all’esercizio, che inducono effetti positivi per quanto riguarda l’alleviamento dei sintomi depressivi. Inoltre, il rilascio di neurotrasmettitori indotti dall’esercizio e l’elevazione dell’attività della neurotrofina, contribuisce sia alla neuroplasticità, che alla normale attività corticale, svolgendo un ruolo nella riduzione dei sintomi depressivi. La produzione di BDNF, IGF-1 e VEGF è importante, non solo per la neurogenesi, ma anche per il mantenimento della salute dei neuroni e per la prevenzione del Parkinson. Questi fattori neurotrofici, possono essere indotti dai muscoli, attraversando poi la barriera emato-encefalica. Pertanto, BDNF, IGF-1 e VEGF, prodotti a livello periferico, agiscono direttamente sul cervello. Inoltre, il ROS prodotto dall’esercizio, richiede maggiore capacità antiossidante dell’organismo, migliorando così i segnali correlati alla riparazione dell’acido desossiribonucleico (DNA) e induce la produzione di enzimi antiossidanti .
Dopo una singola sessione di esercizio, l’umore migliora, attivando aree corticali specifiche, inducendo il rilascio di neurotrasmettitori e fattori trofici che contribuiscono all’aderenza del soggetto nel tempo. Mentre l’esercizio fisico a lungo termine, sembra indurre sia la neurogenesi che l’angiogenesi, importanti per migliorare la funzione comportamentale e cognitiva.
BIBLIOGRAFIA
Matta Mello Portugal et al. “Neuroscience of Exercise: From Neurobiology Mechanisms to Mental Health” Neuropsychobiology 2013;68:1–14 DOI: 10.1159/000350946
molto interessante! ecellente trattazione!