Tra esercizio fisico e cervello un rapporto sinergico, funzionale già durante la gestazione

L’esercizio fisico ha un forte impatto su tutti i sistemi fisiologici umani, capace di regolare la nostra biologia e il nostro metabolismo. Organi e tessuti “dialogano” grazie a fattori circolatori prodotti dall’esercizio fisico, chiamati Exerkines (Eserchine), e infatti si parla di cross talk tissutale. L’esercizio fisico produce benefici per la salute, tra cui la riduzione della presenza o gravità di malattie croniche, il miglioramento della vita e della longevità in salute (Healthspam), e resilienza

Non tutti sanno dell’importanza del rapporto tra esercizio fisico e cervello. L’attività fisica, infatti, induce il rilascio di varie sostanze di derivazione sia muscolare sia di molti organi. Questi fattori circolano liberamente o sono racchiusi in piccole vescicole in grado di arrivare al cervello, attraversando la barriera emato-encefalica e di influenzare le regioni cognitive ed esecutive del cervello. Il cervello, d’altra parte, modula l’attività muscolare e il metabolismo periferico influenzando direttamente i tessuti bersaglio (1). Un’efficace coordinazione tra il cervello e i muscoli è quindi essenziale per mantenere la funzione cerebrale, prevenire il declino cognitivo e preservare la massa muscolare.

L’esercizio fisico induce pertanto l’espressione di fattori neurotrofici, quali il BDNF (fattore neurotrofico derivato dal cervello), l’Irisina, il PGC- 1α e 1β che stimolano la produzione di nuovi neuroni (neurogenesi) a livello di una zona del cervello chiamata Ippocampo, potenziando pertanto la memoria e le capacità cognitive, l’attenzione e le funzioni esecutive, fondamentali peraltro nel processo di invecchiamento. Stimola la creazione di nuove connessioni nervose, un fenomeno chiamato neuroplasticità. Le reti cognitive cerebrali studiate con risonanza magnetica funzionale hanno evidenziato un miglioramento della connettività dopo 6-12 mesi di pratica costante di esercizio fisico. Nel lungo termine aiuta a prevenire o ritardare il declino cognitivo e le malattie neurodegenerative, anche riducendo l’infiammazione cerebrale.

Uno studio ha dimostrato che un intervento di 1 anno di esercizio aerobico si è rivelato efficace nell’aumentare il volume dell’Ippocampo (la formazione deputata alla formazione di nuovi neuroni) del 2% compensando il deterioramento causato dall’invecchiamento. Il volume dell’Ippocampo si riduce infatti del 1–2% all’anno, e un incremento del 2% è quindi equivalente ad aggiungere 1-2 anni di volume di ippocampo per la fascia di età considerata nello studio (60-70 anni). Nel gruppo di controllo, cioè di coloro che non facevano attività fisica, il volume dell’ippocampo era diminuito (2-4).

L’attività fisica stimola il rilascio di endorfine e dopamina, migliora l’efficienza dell’asse ormonale ipotalamo-ipofisi-surrene e diminuisce l’infiammazione di basso grado, riducendo stress, ansia e migliorando il tono dell’umore (5,6).

Stimola inoltre il rilascio di fattori di crescita vascolare, creando perciò nuovi vasi a livello cerebrale, migliorandone la vascolarizzazione. È molto interessante il fatto che l’esercizio fisico agisce durante tutto l’arco della vita, dal preconcepimento alla tarda età. È infatti importante sapere che una attività fisica regolare di almeno 150 minuti alla settimana suddivisi in più giorni produce effetti positivi sui geni delle cellule germinali (spermatozoi e cellule uovo) con ricadute importanti sull’embrione e sul feto (7).

Prima del concepimento, l’attività fisica, di almeno 180 giorni del padre protegge i meccanismi molecolari dei geni del bambino

È, ad esempio, dimostrato che l’esercizio fisico paterno prima del concepimento determina un effetto importante su meccanismi molecolari dei geni dello spermatozoo dopo solo 3 mesi di esercizio, agendo positivamente su geni implicati in malattie del sistema nervoso, come la schizofrenia e il Parkinson (8). È stato pure rilevato che l’esercizio fisico paterno pre-concepimento di almeno tre mesi attenua le alterazioni geniche associate all’obesità ed alla disfunzione metabolica indotte da dieta ad alto contenuto di grassi.

Alla luce di quanto sopra, si ritiene che l’esercizio fisico dovrebbe cominciare almeno 180 giorni prima del concepimento (2 cicli di spermiogenesi). Le diverse modalità di esercizio influenzano positivamente i parametri di riproduzione maschile con una diversa cinetica, suggerendo l’adattamento di intensità, durata e tipologia di allenamento nei soggetti sani, con una corretta personalizzazione, come si trattasse per la prescrizione di un farmaco.

La pratica dell’esercizio fisico in gravidanza è fondamentale per lo sviluppo e la crescita del feto e in particolare per il suo neurosviluppo, con una migliore neurogenesi e per una migliore vascolarizzazione cerebrale. Non dimentichiamo che l’attività fisica materna in gravidanza di almeno 150 minuti/settimana distribuita su 4/5 giorni comporta anche una migliore programmazione metabolica fetale, minori malformazioni cardiache e minori difetti di trasmissione elettrica al cuore nell’età adulta.

Viene spontaneo domandarsi che suggerimenti dare per la pratica dell’attività fisica, anche in considerazione che una parte importante della popolazione è considerata sedentaria. Si ritiene che un’attività fisica moderata e costante (camminare, nuotare, andare in bicicletta), di almeno 150 minuti alla settimana, sia sufficiente per offrire benefici significativi a tutto il corpo, e che sia la migliore “medicina” per la mente.

In conclusione, l’esercizio fisico regolare è un potente alleato del cervello, migliora la memoria, la plasticità cerebrale, l’umore, grazie alla produzione di molecole neurotrofiche, che promuovono la nascita di nuovi neuroni (neurogenesi) nell’ippocampo e proteggono dal declino cognitivo, agendo fin dall’inizio della vita.

Bibliografia

1. Novelli G, Calcaterra G, Casciani F, Pecorelli S, Mehta JL. ‘Exerkines’: A Comprehensive Term for the Factors Produced in Response to Exercise. Biomedicines. 2024 Sep 1;12(9):1975.
2. Tari, Atefe R et al., Neuroprotective mechanisms of exercise and the importance of fitness for healthy brain ageing; The Lancet, Volume 405, Issue 10484, 1093 – 1118
3. Laura Mandolesi et al., Effects of Physical Exercise on Cognitive Functioning and Wellbeing: Biological and Psychological Benefits; Front Psychol. 2018 Apr 27; 9:509
4. Kennedy G, Hardman RJ, Macpherson H, Scholey AB, Pipingas A. How Does Exercise Reduce the Rate of Age-Associated Cognitive Decline? A Review of Potential Mechanisms. J Alzheimers Dis. 2017;55(1):1-18.
5. Basso J. C., Suzuki W. A. (2017). The effects of acute exercise on mood, cognition, neurophysiology and neurochemical pathways: a review. Brain Plast. 2, 127–152. 10.3233/BPL-160040
6. Brunoni A. R., Lopes M., Fregni F. (2008). A systematic review and meta-analysis of clinical studies on major depression and BDNF levels: implications for the role of neuroplasticity in depression. Int. J. Neuropsychopharmacol. 11, 1169–1180. 10.1017/S1461145708009309
7. da Silva Rodrigues G, et al., Paternal preconception exercise and sperm epigenetic mechanisms: a systematic review on offspring health; Epigenomics. 2026 Feb;18(2):217-229.
8. Joshua Denham et al., Genome-wide sperm DNA methylation changes after 3 months of exercise training in humans; Epigenomics 2015 Aug; 7(5):717-31.

a cura del prof. Sergio Pecorelli – Professore Emerito Università degli Studi di Brescia- Presidente Giovanni Lorenzini Medical Foundation, Milano-New York

Approfondimenti:

Negli ultimi anni si sta modificando il rapporto medico/paziente, partendo da un’ottica nuova: “prendersi cura”, più che semplicemente curare, e diventare partner in un percorso che prende avvio sin dal primo colloquio conoscitivo, dalla prescrizione terapeutica, necessariamente condivisa, e dal consenso informato.

Far comprendere alle persone la loro situazione, condividere la scelta del percorso di cura, spiegare l’importanza cruciale dell’aderenza ai protocolli: tutto questo fa parte di un doveroso “riconoscimento di cittadinanza” del paziente, consapevoli che il percorso di ciascuno si inserisce nel più vasto processo della ricerca scientifica, contribuendo al suo progresso.