Grazie alle scoperte scientifiche dell’ultimo decennio è divenuto sempre più evidente l’importante ruolo delle esperienze e delle abitudini nell’indurre modificazioni strutturali e funzionali a livello cerebrale. Modificazioni che non avvengono solo quando si è bambini e adolescenti, ma, date determinate condizioni, si possono innestare anche nell’età adulta: il cervello cambia e si riorganizza, infatti, a partire dall’esperienze vissute della persona in risposta alle influenze interne ed esterne affrontate. Il concetto di neuroplasticità indica proprio questa malleabilità e si contrappone alla convinzione che ha attraversato la comunità scientifica in tutto il ‘900 riguardo la presunta immodificabilità del cervello una volta superata l’adolescenza. Tali modificazioni (che possono essere positive o negative) dipendono dal tipo di esperienze che ognuno di noi fa e dalle nostre abitudini di vita, questo vuol dire che esperienze ricorrenti ci plasmano nel tempo anche a livello cerebrale.

Per tali motivi, lo studio dell’impatto dell’esercizio fisico aerobico sul nostro cervello e sulla nostra salute è divenuto un tema che sta suscitando un certo interesse all’interno della ricerca clinica e neuroscientifica.

L’esercizio fisico aerobico (AE) può essere definito generalmente  come  quell’attività corporea che migliora l’efficacia del sistema di produzione dell’energia aerobica incrementando l’assorbimento massimo di ossigeno e la resistenza cardio- respiratoria (Voss et al., 2013a).

Diverse ricerche hanno dimostrato come l’esercizio aerobico abbia una forte influenza nell’indurre una neuroplasticità ‘adattiva’, funzionale al miglioramento delle performance cognitive e ad una significativa riduzione dei sintomi di persone con forme psicopatologiche anche piuttosto gravi, come ansia, depressione e schizofrenia.

Questi risultati aprono prospettive interessanti all’interno della clinica e della psicopatologia. Nella review di Aaron Kandola, Joshua Hendrikse, Paul J. Lucassen e Murat Yücel uscita recentemente in “Frontiers in Human Neuroscience” viene approfondito questo tema, entrando nello specifico dei correlati neurali associati all’attività fisica svolta con regolarità e del possibile ruolo di questa nella gestione clinica dei disturbi mentali.

In particolare, la review mette in luce come l’ippocampo possa avere un ruolo chiave nello spiegare i benefici clinici riscontrati in studi condotti su modelli animali e su essere umani.

Ippocampo e psicopatologia

L’ippocampo, situato nel lobo temporale e inserito nel sistema limbico, gioca un ruolo chiave nell’apprendimento, nell’orientamento spaziale, nella memoria contestuale ed episodica legata indissolubilmente all’emotività della persona. Dalle ricerche prese in esame nell’articolo emerge come sia un’area fondamentale nei processi cognitivi legati alla  costruzione della nostra identità e nelle capacità adattive dell’essere umano.

L’ippocampo è una struttura cerebrale in cui avvengono importanti processi di natura neuroplastica. In particolare è stato dimostrato come in quest’area permanga fin nell’età adulta il processo di neurogenesi, ossia la presenza di cellule neuronali indifferenziate capaci di autorinnovamento e multipotenti, cioè in grado di differenziarsi in diverse linee neuronali, quali i neuroni, gli astrociti e gli oligodendrociti. La neurogenesi, evidenziata nell’essere umano e nei  mammiferi adulti soprattutto a livello ippocampale, scoperta grazie alle ricerche di J. Altman e F.H. Gage, rende conto dei significativi cambiamenti strutturali a livello cerebrale correlati con le nostre esperienze vissute.

Probabilmente proprio per la sua specificità nei processi di neurogenesi, l’ippocampo è particolarmente vulnerabile a danni strutturali e funzionali in un ampio raggio di disturbi psichiatrici e neurologici (Bartsch and Wulff, 2015).

Diverse ricerche hanno messo in luce l’impatto dei disturbi mentali maggiori sull’ippocampo: in pazienti con patologie psichiatriche è stato riscontrato un ridotto volume ippocampale (Schmaal et al., 2016; Ellison-Wright and Bullmore, 2016), e l’inibizione di meccanismi legati alla neuroplasticità come fattori neurotrofici (BDNF)  e vascolari (VEGF) (Favalli et al, 2012)

A conferma di tale ipotesi, a livello funzionale, in molti disturbi mentali si sono evidenziati deficit nella memoria episodica (Barch and Ceaser, 2012), nell’orientamento spaziale e in diverse funzioni cognitive correlate con l’attività ippocampale (Darcet et al. , 2016)

È stato notato anche come le alterazioni delle funzioni dell’ippocampo possono influenzare altri processi non strettamente cognitivi provocando nelle patologie psichiatriche importanti deficit nella regolazione delle emozioni e dello stress. Per tali motivi, si comprende come sia importante tener conto dell’attività di questa regione cerebrale, che appare un importante crocevia tra aspetti emotivi e funzioni cognitive dell’individuo.

Esercizio aerobico e cervello

Un crescente numero di evidenze sta suggerendo che l’esercizio fisico aerobico (AE) svolto con regolarità potrebbe avere un impatto  importante  sulla  struttura  ippocampale  sia negli  umani che nei  modelli animali, influenzando positivamente il funzionamento di questa regione. Anche a livello strutturale sono stati notati cambiamenti significativi: l’esercizio fisico promuove la proliferazione dei precursori di nuovi neuroni (neurogenesi) (Voss et al, 2013), mentre gli stimoli cognitivi e l’apprendimento promuovono la sopravvivenza e il reclutamento delle cellule neoformate.

Tali modificazioni appaiono correlate a:

– un aumento del volume ippocampale

– un potenziamento della connettività neuronale (LTP),

– una migliore vascolarizzazione dell’ippocampo

– la promozione di fattori neurotrofici: ossia la proliferazione di quella famiglia di proteine di crescita neuronale determinanti nella sopravvivenza, sviluppo e funzione dei neuroni.

Sebbene sia importante ricordare che sono necessari ulteriori studi sistematici sugli esseri umani (dato che l’eterogeneità dei disturbi mentali rende difficile lo studio su modelli animali) per comprendere al meglio tali correlazioni, queste scoperte offrono spunti importanti sulle possibili applicazioni cliniche.

Applicazioni cliniche dell’attività fisica aerobica in psichiatria

Data la capacità dell’attività aerobica di indurre cambiamenti neuroplastici nel migliorare l’integrità dell’ippocampo e promuovere le performance cognitive, se ripetuta stabilmente nel tempo tale attività potrebbe essere un buon ausilio nel prevenire quei processi involutivi ippocampali così spesso evidenziati nei disturbi psichiatrici (Bartsch and Wulff, 2015).

L’ efficacia di tale attività fisica aerobica è appena stata indagata, infatti, come un possibile presidio terapeutico per contrastare il declino cognitivo e il deterioramento dell’integrità ippocampale associato all’invecchiamento o ai disturbi neurologici legati alla demenza (Ahlskog et al., 2011). E’ stato inoltre dimostrato come tale esercizio fisico svolto con regolarità possa migliorare le funzioni dell’ippocampo in una serie di disturbi su base neurologica studiati sugli animali (lesioni traumatiche, ischemiche, ecc.) (Patten et  al., 2015).

Attualmente, diverse evidenze confermano l’impatto dell’attività fisica nella riduzione di sintomi psicopatologici positivi e negativi della schizofrenia, dei sintomi depressivi (Knochel et al., 2012; Vancampfort et al., 2012; Firth et al., 2015; Rimes et al., 2015) e dei sintomi affettivi in senso lato (Cooney et al., 2012), così come viene evidenziata un’associazione significativa tra l’azione dell’attività fisica e l’incremento di concentrazione di fattori neurotrofici in pazienti schizofrenici (Kuo et al., 2013; Kim H. et al.,2014; Kimhy et al., 2015), con un miglioramento nelle performance cognitive legate alle funzioni esecutive, all’attenzione, al controllo inibitorio, alla velocità di lavoro, così come nella memoria spaziale e nell’apprendimento visivo (Kubesch et al., 2003; Vasques et al., 2011; Oertel- Knochel et al., 2014; Greer et al., 2015).

Ad esempio, in pazienti con schizofrenia un intervento di attività aerobica di 12 settimane ha condotto a un aumento del volume dell’ippocampo, della concentrazione di NAA (N-acetylaspartate) e ha migliorato le performances della memoria a breve termine e la memoria di lavoro (Pajonk et al., 2010; Lin et al., 2015; McEwen et al., 2015).

Attualmente, i disturbi psichiatrici importanti sono principalmente trattati con  terapie farmacologiche (antipsicotici, ansiolitici, antidepressivi, stabilizzanti dell’umore). Negli ultimi anni si è messo in evidenza come anche i farmaci utilizzati in psichiatria (in particolare antidepressivi e antipsicotici atipici, ma anche alcuni stabilizzanti dell’umore) riescano a determinare cambiamenti significativi nella neuroplasticità ippocampale, e come questo vada di pari passo con la loro efficacia terapeutica. Sarebbe quindi auspicabile che una terapia psicofarmacologica venisse integrata con miglioramenti degli stili di vita, incluso l’impegno in un’attività fisica aerobica costante (Rief et al., 2015).

Ad esempio l’aggiunta di regolare attività fisica aerobica ad un intervento antidepressivo tradizionale è stato dimostrato avere un forte impatto sulla riduzione dei sintomi depressivi dei pazienti, piuttosto che il solo trattamento antidepressivo (Knubben et al., 2007; Schuch et al., 2011; Legrand and Neff, 2016).

In un lavoro di qualche anno fa è stato evidenziato che pazienti con livelli basali più elevati di BDNF  (uno dei più studiati fattore neurotrofici) nel sangue, trattati con antidepressivi (SSRI), sperimentavano una riduzione più rapida dei sintomi depressivi seguendo un intervento di AE rispetto a quelli con livelli basali più bassi di BDNF ( Toups et al., 2011).

L’associazione di AE potrebbe essere particolarmente utile per quei pazienti che non rispondono ad un usuale trattamento con antidepressivi (Mura et al., 2014).

Interessante anche notare come lo sviluppo di disturbi psichiatrici aumenta il rischio di comorbidità con patologie degenerative come le demenze (Fusar-Poli et al., 2014; Anvenevoli et al., 2015), mentre l’AE, al contrario, è associata all’abbassamento del rischio di condizioni quali le demenze in età senile  o il deterioramento cognitivo associato ai disturbi di ansia e dell’umore (Martinsen et al., 2011; Mammen and Faulkner, 2013) così come alla patologia schizofrenica (Firth et al., 2015).

Conclusioni

Basandosi sulle evidenze disponibili, i vantaggi dell’AE possono essere integrati alla farmacoterapia tradizionale incrementandone l’efficacia del trattamento, sia per gli aspetti che riguardano la neuroplasticità, che per gli aspetti più specificamente cognitivi, che per il miglioramento sintomatologico in senso lato. Naturalmente, uno dei limiti di questa modalità di intervento terapeutico riguarda gli aspetti motivazionali e le difficoltà dovute ad un cambiamento importante di abitudini comportamentali in pazienti generalmente caratterizzati da una significativa passività nello stile di vita.

Fonte bibliografica

Front Hum Neurosci. 2016 Jul 29;10:373.

Aerobic Exercise as a Tool to Improve Hippocampal Plasticity and Function in Humans: Practical Implications for Mental Health Treatment

Kandola A, Hendrikse J, Lucassen PJ, Yücel M

(Brain and Mental Health Lab, School of Psychological Sciences and Monash Institute of Cognitive and Clinical Neurosciences, Monash University, MelbourneVIC, Australia; Amsterdam Brain and Cognition, University of AmsterdamAmsterdam, Netherlands.)