- I ricercatori hanno studiato i meccanismi cellulari alla base del modo in cui l’esercizio migliora la cognizione.
- Hanno scoperto che le cellule muscolari in contrazione rilasciano segnali chimici che aumentano la crescita e l’attivazione neuronale.
- Hanno anche scoperto che le cellule di supporto note come astrociti impediscono ai neuroni esposti ai segnali chimici delle cellule muscolari di trasmettere segnali elettrici eccessivi.
- Sono necessari ulteriori studi per vedere se questi risultati si applicano agli esseri umani.
L’esercizio è la chiave per
Alcuni suggeriscono che l’esercizio migliora la cognizione
Capire di più su come l’esercizio aumenta le dimensioni e la funzione dell’ippocampo potrebbe consentire ai ricercatori di decodificare i trattamenti per condizioni cognitive come la demenza.
Recentemente, i ricercatori hanno condotto una serie di esperimenti in vitro – esperimenti in colture cellulari – per capire come l’esercizio modifica le cellule dell’ippocampo.
Hanno scoperto che i segnali chimici delle cellule muscolari in contrazione hanno causato la crescita delle cellule dell’ippocampo e l’emissione di più segnali elettrici. Hanno anche scoperto che le cellule di supporto note come astrociti regolano la crescita e l’attività neuronale per una funzione cerebrale ottimale.
“Le implicazioni supportano i risultati precedenti di altri studi, ovvero che l’esercizio, inclusi esercizi di rafforzamento muscolare come l’allenamento di resistenza, può avere un impatto positivo sulla funzione cerebrale”, Ryan Glatt, senior coach per la salute del cervello e direttore del programma FitBrain presso Pacific Lo ha detto il Neuroscience Institute di Santa Monica, in California, non coinvolto nello studio Notizie mediche oggi.
Lo studio è stato pubblicato in Neuroscienza.
Come i muscoli possono “parlare” al cervello
Per lo studio, i ricercatori hanno isolato piccoli campioni di cellule precursori muscolari dai topi e li hanno fatti crescere in piastre di Petri. Una volta maturati, hanno iniziato a contrarsi e rilasciare segnali chimici nella coltura cellulare.
Il team ha quindi aggiunto le sostanze chimiche che avevano contenuto la coltura di cellule muscolari mature a un altro piatto contenente neuroni ippocampali e astrociti.
Hanno utilizzato l’immunofluorescenza e l’imaging del calcio per tracciare la crescita cellulare, nonché array multi-elettrodo per registrare l’attività neuronale.
Alla fine, hanno scoperto che l’esposizione ai segnali chimici delle cellule muscolari ha aumentato la quantità di neuroni ippocampali e astrociti di 1,4 e 4,4 volte.
L’aggiunta di colture di cellule muscolari ha anche accelerato la creazione di reti neuronali ippocampali mature, cellule che si attivano in modo sincrono.
I ricercatori hanno poi cercato di esplorare come gli astrociti influenzano la miscela. Per fare ciò, hanno osservato gli effetti della rimozione degli astrociti dalle colture cellulari contenenti cellule dell’ippocampo e cellule muscolari mature.
In tal modo, hanno notato che i neuroni hanno emesso ancora più segnali elettrici, suggerendo che gli astrociti possono aiutare a moderare e coordinare i modelli di attivazione tra i neuroni.
Da ulteriori test, i ricercatori hanno scoperto che le contrazioni muscolari erano necessarie per i cambiamenti osservati nelle colture ippocampali.
Quando alle cellule muscolari è stato impedito di contrarsi, le cellule dell’ippocampo non hanno più mostrato gli stessi livelli di attivazione neuronale, sebbene l’attivazione sincrona non sia stata influenzata.
I ricercatori hanno notato che questo significa contrazioni muscolari o fattori di rilascio dell’esercizio che le cellule stazionarie non fanno.
Hanno concluso che le loro scoperte forniscono nuove informazioni su come l’esercizio fisico può supportare la funzione dell’ippocampo.
Esercizio e rischio di demenza
MNT ha chiesto al dottor Rong Zhang, un neurologo dell’O’Donnell Brain Institute di UT Southwestern, non coinvolto nello studio, in che modo l’esercizio fisico può ridurre il rischio di demenza.
Ha osservato che se questo è il caso deve ancora essere verificato in ampi studi clinici e che ulteriori ricerche dovrebbero indagare anche sui meccanismi molecolari sottostanti.
Nel frattempo, il dottor Bennett ha notato che la ricerca precedente mostra che l’esercizio riduce il rischio di demenza:
- aumentando il flusso di sangue al cervello
- riducendo l’infiammazione
- riducendo lo stress
- migliorare il sonno
- aiutando a mantenere un peso corporeo sano.
MNT ha anche parlato con il dottor Romnesh de Souza, neurologo consulente e neurologo interventista presso Health City Cayman Islands, non coinvolto nello studio.
Egli ha detto:
“Esercizio aerobico regolare per 20-30 minuti al giorno che può essere ottenuto camminando, camminando con forza, nuotando o utilizzando una cyclette. Scegli come target una frequenza cardiaca pari al 70% della tua frequenza cardiaca massima. Per stimare la tua frequenza cardiaca massima correlata all’età, sottrai la tua età da 220. Questa pratica ha dimostrato di ridurre la demenza del 30-35%.
Risultati ancora da confermare nelle persone
“Questo è stato uno studio in vitro sui roditori, utilizzando la coltura cellulare. Ci vorranno ulteriori studi per vedere se questi risultati sono applicabili nelle persone “, ha ammonito il dottor Zhang, commentando lo studio.
La dottoressa Lauren Bennett, direttrice della neuropsicologia presso il Pickup Family Neurosciences Institute dell’Hoag Memorial Hospital Presbyterian, non coinvolta nello studio, ha aggiunto che la ricerca “è stata condotta solo per un breve periodo di tempo e non è chiaro se i risultati avrebbero essere lo stesso per un periodo di tempo più lungo”.
Quali potrebbero essere le applicazioni future?
Tuttavia, “i risultati di questo studio forniscono un’ulteriore prova dell’importanza dell’esercizio, in qualsiasi momento della vita, nel sostenere la plasticità dell’ippocampo per combattere l’atrofia dell’ippocampo, che è un segno distintivo della malattia di Alzheimer”, ha osservato il dott. Bennett.
“In futuro, studi come questo potrebbero svolgere un ruolo fondamentale nell’aiutarci a ottimizzare i regimi di esercizio per supportare la salute cognitiva”, ha spiegato.
Il dottor de Souza ha aggiunto che i risultati possono anche aiutare lo sviluppo di nuovi trattamenti per il deterioramento cognitivo.
“Questi risultati mostrano che in futuro esiste la possibilità di ‘reverse engineering di trattamenti per ricapitolare gli effetti pro-cognitivi dell’esercizio in assenza di attività fisica.’ Ciò che è anche eccitante è se questo può essere usato per invertire o arrestare la progressione del declino cognitivo nei pazienti con demenza”, ha detto.
