L'effetto dell'esercizio fisico sul deterioramento cognitivo nelle malattie neurodegenerative: dalla fisiopatologia agli aspetti clinici e riabilitativi Parte 3

2.4. L'influenza dell'esercizio fisico sull'attività ormonale

Negli ultimi anni è stato dimostrato anche che l'EP rallenta lo sviluppo di malattie neurodegenerative dal punto di vista ormonale.

Nella società moderna, sempre più persone prestano attenzione all’importanza della salute. Tra questi, la salute fisica e quella mentale sono ugualmente importanti. E l'PE (esercizio fisico) è un modo molto efficace per mantenere e migliorare la salute fisica. Per quanto riguarda la memoria, anche il PE ha un buon impatto.

Secondo la ricerca, l'PE può migliorare la funzione cardiopolmonare e il tasso metabolico delle persone, l'immunità, la forza ossea, ecc. Questi sono molto benefici per la salute del corpo umano. E questi benefici possono avere un impatto positivo sul corpo di una persona in tre-cinque anni o addirittura nell'intera vita.

L'PE può anche migliorare lo stato mentale delle persone, il che è utile per migliorare la memoria delle persone. Ad esempio, l'esercizio fisico può ridurre lo stress e la tensione delle persone e renderle più rilassate; l'esercizio fisico può favorire la circolazione sanguigna nel cervello, migliorando così le capacità di pensiero e di memoria delle persone. Il miglioramento della memoria può anche aumentare ulteriormente la fiducia in se stessi e l'entusiasmo delle persone.

Inoltre, l'educazione fisica può anche migliorare le abilità sociali delle persone, aiutandole così a comunicare meglio con gli altri. Ciò favorisce il miglioramento delle abilità sociali e degli atteggiamenti positivi delle persone e la promozione della comunicazione e del sostegno reciproco tra le persone.

In breve, l’PE è un modo molto importante per mantenere una buona salute. Per quanto riguarda la memoria, anche il PE può avere un buon impatto. Pertanto, dovremmo prestare grande attenzione all’esercizio fisico per migliorare continuamente la nostra salute fisica e mentale. Si può vedere che abbiamo bisogno di migliorare la memoria, e la Cistanche deserticola può migliorare significativamente la memoria, perché la Cistanche deserticola può anche regolare l'equilibrio dei neurotrasmettitori, come ad esempio aumentare i livelli di acetilcolina e i fattori di crescita. Queste sostanze sono molto importanti per la memoria e l'apprendimento. Inoltre, Cistanche deserticola può anche migliorare il flusso sanguigno e promuovere l’apporto di ossigeno, il che può garantire che il cervello riceva nutrienti ed energia sufficienti, migliorando così la vitalità e la resistenza del cervello.

Fai clic su Scopri gli integratori per aumentare la memoria

Una delle funzioni principali dell’ippocampo consiste nell’inibizione e nel controllo adattivo dell’asse ipotalamo-ipofisi-surrene (HPA) come risposta allo stress [48]. Fisiologicamente, l'ippocampo contiene molti recettori degli steroidi, suddivisi in recettori dei mineralcorticoidi (MR) e glucocorticoidi (GR) [49].

È stato dimostrato che con l'età si verifica una riduzione fisiologica del numero di recettori degli steroidi in diverse aree dell'ippocampo [50] e che l'HPA tende a liberarsi dal controllo inibitorio esercitato dai centri superiori.

Holsboer et al. ha sviluppato un test ad alta sensibilità basato sulla combinazione di soppressione del desametasone e stimolazione dell'ormone di rilascio della corticotropina (DEX/CRHtest) per studiare la funzione del sistema HPA.

I risultati del test hanno mostrato che la concentrazione basale di cortisolo era significativamente più alta nei pazienti con AD rispetto ai soggetti sani e che la concentrazione minima del farmaco a cui il paziente reagisce al cortisolo era significativamente più alta nei soggetti sani rispetto al gruppo di pazienti con AD. Inoltre, i pazienti con AD rilasciavano significativamente meno ormone adrenocorticotropo (ACTH) e cortisolo dopo un'ulteriore stimolazione con CRH rispetto al gruppo di controllo.

Questi risultati confermano che la regolazione del sistema HPA è compromessa nell'AD. La compromissione dell'asse HPA e il corrispondente aumento del basalcortisolo possono essere attribuiti all'avanzare dell'età e al processo di distruzione dell'ippocampo, tipico delle malattie neurodegenerative [51]. Lanfranco et al. hanno dimostrato che l’EP rappresenta anche un potente stimolo fisiologico sull’asse HPA [52].

Per comprendere l'attivazione cerebrale in risposta all'EP, è stata eseguita un'analisi completa sui ratti dopo 90 minuti di corsa su tapis roulant [53]. I risultati hanno dimostrato un'ipersecrezione di CRH, ormone arginina-vasopressina e ACTH, che porta ad un aumento della secrezione basale di cortisolo surrenale. Due fattori principali modulano la risposta dell’asse HPA all’esercizio di resistenza: intensità e durata [54].

L'intensità minima dell'esercizio richiesta per produrre una risposta di cortisolo dall'asse HPA è pari al 60% del consumo massimo di ossigeno (VO2max); per esercizi superiori al 60% VO2max, le concentrazioni di cortisolo plasmatico aumentano linearmente con l'intensità dell'esercizio [55]. Al di sotto di questa soglia di intensità (<60% VO2max), ACTH and cortisol concentrations may increase only if 90 minutes of exercise with at least 40% VO2max is maintained [56]. 

Quando viene eseguita l’EP, si verifica un’elevata risposta di ormoni come ACTH e cortisolo per mitigare l’enorme richiesta metabolica essenziale al corpo per completare l’esercizio stesso [57].

Infatti, il cortisolo rimodella le fibre muscolari inibendo la sintesi di nuove proteine ​​e stimolando la degradazione delle proteine ​​attraverso la via dell'ubiquitina; inoltre, il cortisolo influenza la funzione neuromuscolare attraverso vari meccanismi rapidi e a breve termine, come la regolazione dei canali del Ca2+ [58].

Inoltre, Klaperski et al. hanno dimostrato che l’EP continua e intensa porta a una ridotta reattività allo stress e a un migliore recupero dallo stress neuropsicologico rispetto ai soggetti fisicamente inattivi [59]. Infine, l’adattamento all’esercizio fisico ha indotto una diminuzione della sensibilità dei tessuti periferici ai GC che dovrebbero proteggere il corpo dalle gravi conseguenze metaboliche e immunitarie dell’aumento dei livelli di cortisolo [60].

In conclusione, può determinare cambiamenti trascrizionali e traduzionali a livello cellulare, induce uno stimolo biologico tissutale a livello CSN e regola gli assi ormonali che coinvolgono il cervello. Produce quindi una cascata di effetti biologici e metabolici positivi, sia in termini di neuroplasticità che in termini di neuroprotezione; per questi motivi può essere considerato un vero e proprio farmaco, privo di effetti collaterali per il CSN.

3. Effetti clinici e riabilitativi legati all'esercizio fisico nelle malattie neurodegenerative

Diventa a questo punto fondamentale comprendere come gli effetti neurobiologici della PE si traducono a livello clinico. Tradurre la prospettiva dalla cellula all'organismo e alle sue funzioni, dal particolare al generale, è la premessa indispensabile per valutare l'efficacia dell'EP come opportunità di cura e riabilitazione nella gestione delle più importanti malattie neurodegenerative che causano deterioramento cognitivo (Figura 1 ).

3.1. Il ruolo dell'esercizio fisico nella malattia di Alzheimer (AD)

L’AD è sicuramente la malattia neurodegenerativa più diffusa e invalidante. L’AD è una malattia aneurodegenerativa caratterizzata da alterazioni neuronali e sinaptiche nella corteccia cerebrale e in alcune regioni sottocorticali, che causano il deterioramento delle funzioni cognitive e psicocomportamentali [61]. I dati epidemiologici disponibili negli ultimi 10 anni hanno dimostrato che l’EP può rallentare la progressione delle malattie neurodegenerative [62].

La PE aerobica aumenta la gittata cardiaca e, di conseguenza, il flusso sanguigno cerebrale. Questo meccanismo comporta anche un aumento dell’angiogenesi, della neurogenesi, della sinaptogenesi e della sintesi di neurotrasmettitori, che a loro volta migliorano la memoria e le funzioni cognitive [63].

Nel corso degli anni, la correlazione tra EP aerobica e miglioramento della funzione cognitiva in soggetti con AD ha acquisito sempre più evidenze [64,65]. Gli effetti di una moderata attività fisica sulle funzioni cerebrali superiori sono stati evidenziati per la prima volta osservando come la semplice camminata, se effettuata regolarmente, porta i pazienti con AD a migliorare le proprie capacità cognitive, risultato quantificabile utilizzando il Mini-Mental State Examination (MMSE) [66].

Inoltre, secondo uno studio campionario molto ampio condotto da Norton et al. [67], una percentuale pari al 12,7% dei casi di AD nel mondo e al 20,3% dei casi di AD in Europa nel 2010 sono stati attribuiti all'inattività fisica.

Inoltre, i risultati di uno studio precedente pubblicato da Larson et al. erano in linea con questi dati: l'analisi è stata condotta su un campione di 1740 individui di età superiore ai 65 anni; tutti sono stati sottoposti ad una sessione regolare di educazione fisica effettuata per 2 anni (15 min/sessione di camminata, ciclismo, nuoto, aerobica, ginnastica ritmica, acquagym, allenamento per la forza, stretching o altre attività).

Per coloro che facevano attività fisica tre o più volte alla settimana, l'incidenza della demenza è risultata pari a 13,0 per 1000 persone-anno; d'altro canto, per coloro che facevano attività fisica meno di tre volte alla settimana, la stessa incidenza saliva a 19,7 per 1000 persone-anno. Come riportato sopra, il PE migliora la riserva vascolare cerebrale e la plasticità neuronale; in uno studio pubblicato da Larson et al., è stato dimostrato che quaranta minuti di EP (ergociclo, tapis roulant e salire le scale) quattro volte a settimana per 12 settimane potrebbero aumentare il flusso sanguigno cerebrale nel giro dentato dell'ippocampo, che può migliorare la neurogenesi. 68] e di conseguenza riescono a mantenere intatte le funzioni cognitive più a lungo. Tutte queste evidenze confermano l’importanza dell’EP come strumento di prevenzione primaria.

Inoltre, l’EP non funziona solo come meccanismo di prevenzione delle malattie neurodegenerative, ma è ormai noto il suo contributo anche nei pazienti con AD moderata e avanzata. Infatti, nel 2007 Rolland et al. hanno dimostrato alcuni degli effetti positivi della PE nei pazienti con AD moderata. Due anni di attività regolare in questi pazienti hanno determinato miglioramenti nella resistenza al tempo di cammino, riduzione della depressione, minimizzazione dell'incontinenza, aumento delle attività della vita quotidiana (ADL) e, più in generale, miglioramenti in tutti i sintomi tipici di questa malattia [69].

Ancora più sorprendenti sono i risultati di uno studio condotto da Venturelli et al. su un gruppo di pazienti di età superiore ai 65 anni con diagnosi di AD avanzato che sono stati sottoposti, con l'aiuto dei loro caregiver, a un programma di camminata settimanale di almeno 30 minuti al giorno. Attraverso scale di valutazione come l'indice Barthel, MMSE, l'indice Performance Oriented Mobility Assessment (POMA) e la saturazione costante di ossigeno durante la deambulazione (SpO2 > 85%), si è visto che l'esercizio fisico può rallentare, anche se per brevi periodi, la progressione della deterioramento cognitivo e può migliorare le prestazioni delle ADL [70].

Quindi, l’EP potrebbe ora essere considerata anche un’opportunità riabilitativa poiché migliora le capacità dei pazienti con AD. Considerando l’assenza di farmaci specifici per contrastare l’AD, sembra molto importante stabilire gli effetti dose-risposta dell’attività fisica sulle capacità cognitive di questi pazienti. ,e di conseguenza, trovare le combinazioni di frequenza, intensità, tempo e tipologia di EP più utili per ottimizzare i risultati di questo intervento terapeutico.

Sebbene questo intento sia difficile da perseguire, una recente meta-analisi [71] ha dimostrato che, utilizzando il MMSE come scala di valutazione, l’intensità moderata dell’esercizio aerobico sembra essere l’intervento più efficace, se condotto almeno un’ora a settimana e per una durata vanno dalle 12 alle 24 settimane.

Inoltre, il miglior miglioramento cognitivo sembra essere ottenuto con un'intensità e una frequenza moderata di attività fisica: gli interventi condotti fino a 2 ore hanno avuto risultati maggiori rispetto a quelli condotti per più di 2 ore a settimana; allo stesso modo, gli interventi condotti meno di tre volte alla settimana hanno mostrato un effetto maggiore sul miglioramento della cognizione dei pazienti con AD rispetto a quelli condotti più di tre volte alla settimana. Tuttavia, la soglia resta da stabilire, poiché sono necessari campioni più grandi e un follow-up più lungo [72].

3.2. Il ruolo dell'esercizio fisico nella malattia di Parkinson (MdP)

Proseguendo l'esame delle principali malattie neurodegenerative che causano deterioramento cognitivo, è certamente necessario prestare attenzione anche alla malattia di Parkinson. La malattia di Parkinson è una malattia neurodegenerativa progressiva ed è la seconda più comune dopo l'AD, caratterizzata da tremore, rigidità, bradicinesia e instabilità posturale. La sua diagnosi è clinica anche se è necessaria una valutazione istopatologica per identificare la -sinucleina contenuta nei corpi di Lewy o nei neuriti di Lewy [73]. L'eziologia della malattia di Parkinson non è stata ancora chiarita, ma sembra avere un legame sia con fattori genetici che ambientali.

Il principale cambiamento morfologico distintivo nel cervello PD si osserva nelle sezioni trasversali del tronco cerebrale, dove quasi tutti i casi si presentano con la perdita dell'area pigmentata scura nella substantia nigra parscompacta (SNpc) e nel locus coeruleus. Da un punto di vista clinico, oltre ai suddetti deficit motori patognomonici, le persone con malattia di Parkinson possono presentare diverse condizioni cognitive, dalla cognizione normale, fino al declino soggettivo e oggettivo precoce e lieve, alla demenza lieve, moderata e persino grave [74]. La demenza grave ha una prevalenza del 25-30% nei pazienti con malattia di Parkinson e colpisce molte funzioni cognitive, in particolare i domini esecutivo, attentivo e visuospaziale, ma anche la memoria [75].

In questo contesto, l’EP sembra essere anche uno strumento di prevenzione primaria per il PD. In uno studio basato su un campione di oltre 200,000 partecipanti, le persone che praticavano alti livelli di attività fisica di età compresa tra 15 e 39 anni erano meno esposte alla diagnosi di malattia di Parkinson in età avanzata [76]. In un altro studio epidemiologico, Thacker et al. hanno analizzato una coorte di circa 143.000 individui e hanno scoperto che le persone che praticavano attività fisica da moderata a vigorosa, come ciclismo, aerobica o tennis, avevano il rischio più basso di malattia di Parkinson durante dieci anni di follow-up [77].

Più specificamente, l'EP sembra ridurre il rischio di sviluppare deterioramento cognitivo e PD, con un forte livello di evidenza che sia un fattore protettivo per quest'ultimo [78]. Tuttavia, l'EP è soprattutto un'opportunità di cura in pazienti già affetti da PD. Una revisione completa e recente sui benefici dell’allenamento fisico per i pazienti con malattia di Parkinson ha evidenziato gli effetti di diversi tipi di esercizio sulle disfunzioni motorie e cognitive: l’allenamento aerobico, in particolare il ciclismo, migliora l’andatura e la funzione cognitiva in modo indipendente, ma migliora anche la capacità di apprendimento motorio, che si traduce in un miglioramento delle funzioni motorie applicate all’andatura [79].

Anche attività fisiche più complesse, come la danza, si sono dimostrate efficaci non solo nel migliorare le funzioni motorie ma anche nell'implementazione delle funzioni esecutive, valutabili con la Frontal Assessment Battery al capezzale e con i Mental Rotation Tasks [80,81]. Inoltre, il Tai Chi, che è composto da movimenti simili a danze collegati tra loro in una sequenza complessa, fornisce benefici per il benessere psicologico e la funzione cognitiva [82].

Allo stesso modo, lo yoga, che è una pratica sportiva che include posture ed esercizi di respirazione e meditazione, migliora l’equilibrio e la salute mentale ed emotiva [83]. Inoltre, l’educazione fisica è tradizionalmente un pilastro dei trattamenti riabilitativi quando assume i contorni dell’esercizio terapeutico. L’esercizio terapeutico, quando organizzato in serie con esercizi metodici all’interno di programmi mirati a specifici obiettivi riabilitativi, può stimolare la neuroplasticità a livello del lobo frontale, contrastando il deterioramento cognitivo [84].

In particolare, gli esercizi che incorporano l'apprendimento delle abilità motorie basato su obiettivi migliorano le prestazioni delle abilità motorie nella malattia di Parkinson attraverso l'impegno cognitivo. I benefici cognitivi dell'esercizio terapeutico si traducono in miglioramenti generali dell'autonomia nei pazienti con malattia di Parkinson. La funzionalità complessiva, misurata con scale come ADL [85] e Barthel Index [86], migliora in modo significativo; ciò attesta l'effettiva capacità dell'esercizio di riabilitare questi pazienti, cioè di restituire loro le competenze nello svolgimento delle attività fondamentali della loro vita quotidiana.

La riduzione delle disabilità cognitive conseguenti alla malattia di Parkinson porta ad un miglioramento della qualità della vita [87]. Una menzione speciale merita una nuova frontiera della neuroriabilitazione: la realtà virtuale. La realtà virtuale prevede di inserire l'esercizio tradizionale all'interno di ambienti virtuali in cui è possibile esercitare e monitorare le funzioni motorie e cognitive in modo più semplice e preciso [88].

Nei pazienti con malattia di Parkinson, questo tipo di stimolazione neurosensoriale migliora le funzioni motorie in termini di equilibrio e deambulazione, ma soprattutto aumenta le funzioni esecutive [89]. In particolare, la realtà virtuale rende il training più completo, poiché porta i pazienti ad esercitare contemporaneamente più processi cognitivi, collegando li in sequenze mirate al raggiungimento di obiettivi specifici, compresi quelli legati al movimento.

Più specificamente, l'attivazione dell'attenzione, l'acquisizione e l'elaborazione delle informazioni, la pianificazione del movimento e l'integrazione sensoriale sono contestualmente inserite in contesti virtuali che richiedono che siano applicate alle attività quotidiane dei pazienti, per aumentare l'autonomia personale [90]. Inoltre, l'EP può anche limitare l'attività laterale effetti come l'esaurimento e la discinesia indotti dalle terapie anti-PD, migliorando e prolungando l'efficacia delle terapie [91]. Inoltre, l'attività fisica riduce il rischio di altre malattie geriatriche come il diabete, l'ipertensione e le malattie cardiovascolari, che possono anche contribuire alla patogenesi del PD [92]. In sintesi, la PE è ora considerata una strategia complementare ai farmaci per la malattia di Parkinson.

4. Conclusioni

La PE è uno straordinario strumento di salute per il cervello umano, rappresentando un'opportunità di trattamento e riabilitazione in pazienti affetti da deterioramento cognitivo causato da malattie neurodegenerative. Come descritto in questo articolo, esistono già prove di come la PE agisca positivamente a livello neuroendocrino e biochimico, e quale da esso derivano benefiche implicazioni cliniche.

È auspicabile, tuttavia, che nuovi studi indaghino i meccanismi funzionali dell'esercizio fisico a livello cerebrale, svelandone gli aspetti affascinanti ancora sconosciuti ma che potrebbero consentire di implementarne le potenzialità terapeutiche.

Contributi dell'autore: Concettualizzazione, GF, LC e MM; metodologia, PL, GF, MR e L.C.; software, medico di famiglia; analisi formale, PL e GP; indagine, GF, MVR; risorse, MVR, AC,GM; raccolta dati, GF, GP, MR; scrittura della bozza originale preparazione, GF, GP, MVR, AC, GM e MM Tutti gli autori hanno letto e accettato la versione pubblicata del manoscritto.

Finanziamenti: questa ricerca non ha ricevuto finanziamenti esterni.

Dichiarazione del Comitato di Revisione Istituzionale: Non applicabile.

Dichiarazione di consenso informato: non applicabile.

Dichiarazione sulla disponibilità dei dati: i set di dati utilizzati e/o analizzati durante lo studio in corso saranno resi disponibili su richiesta ragionevole all'autore corrispondente, LC

Ringraziamenti: Ringraziamo Alessandra Zonno per la sua assistenza tecnica.

Conflitti di interessi: gli autori non dichiarano alcun conflitto di interessi.

Riferimenti

1. Heemels, MT Malattie neurodegenerative. Natura 2016, 539, 179. [CrossRef] [PubMed]

2. Radi, E.; Formichi, P.; Battisti, C.; Federico, A. Apoptosi e stress ossidativo nelle malattie neurodegenerative. J. Alzheimers Dis.2014, 42 (Suppl. 3), S125–S152. [RifCroce]

3. Ferri, CP; Principe, M.; Brayne, C.; Brodaty, H.; Fratiglioni, L.; Ganguli, M.; Sala, K.; Hasegawa, K.; Hendrie, H.; Huang, Y.; et al. Prevalenza globale della demenza: uno studio di consenso Delphi. Lancet 2005, 366, 2112–2117. [RifCroce]

4. Jong-wook, L. Miglioramento della salute globale e OMS: modellare il futuro. Lancet 2003, 362, 2083–2088. [RifCroce]

5. Dembitskij, VM; Dzhemileva, L.; Gloriozova, T.; D'yakonov, V. Farmaci naturali e sintetici utilizzati per il trattamento della demenza. Biochimica. Biofisica. Ris. Comune. 2020, 524, 772–783. [RifCroce]

6. Reddy, PH Stile di vita e fattori di rischio di demenza nelle zone rurali del Texas occidentale. J. Alzheimer Dis. 2019, 72, S1–S10. [CrossRef] [PubMed]

7. Marchese-Aleixo, I.; Beleza, J.; Sampaio, A.; Stevanovičc, J.; Coxito, P.; Gonçalves, I.; Ascensão, A.; Magalhães, J. Potenziale preventivo e terapeutico dell'esercizio fisico nelle malattie neurodegenerative. Antiossidante. Segnale Redox. 2021, 34, 674–693. [CrossRef][PubMed]

8. Raichlen, DA; Gordon, AD Relazione tra capacità di esercizio e dimensione del cervello nei mammiferi. PLoS ONE 2011, 6, e20601.[CrossRef] [PubMed]

9. Cassilhas, RC; Tufik, S.; de Mello, MT Esercizio fisico, neuroplasticità, apprendimento spaziale e memoria. Cellula. Mol. Scienza della vita. 2016,73, 975–983. [CrossRef] [PubMed]

10. Kirk-Sanchez, NJ; McGough, EL Esercizio fisico e prestazioni cognitive negli anziani: prospettive attuali. Clinica. Interv.Aging 2014, 9, 51–62. [RifCroce]

For more information:1950477648nn@gmail.com