I neuroscienziati della Facoltà di Medicina dell’Università Cattolica, Campus di Roma, e della Fondazione Policlinico A. Gemelli IRCCS hanno scoperto che l’esercizio fisico intenso potrebbe rallentare il decorso della malattia di Parkinson. La scoperta potrebbe aprire la strada a nuovi approcci non farmacologici.
I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Science Advances.
Malattia di Parkinson: ecco perché l’esercizio fisico intenso è importante
La ricerca è stata condotta dall’Università Cattolica, Campus di Roma e dalla Fondazione Policlinico A. Gemelli IRCCS, in collaborazione con diversi istituti di ricerca tra cui l’Università Telematica San Raffaele di Roma, il CNR, il TIGEM, l’Università degli Studi di Milano e l’IRCCS San Raffaele di Roma. La ricerca ha individuato un nuovo meccanismo responsabile degli effetti positivi dell’esercizio sulla plasticità cerebrale.
L’autore corrispondente, Professore Ordinario di Neurologia presso l’Università Cattolica e Direttore della UOC di Neurologia presso il Policlinico Universitario A. Gemelli IRCCS Paolo Calabresi, ha dichiarato: “Abbiamo scoperto un meccanismo mai osservato, attraverso il quale l’esercizio svolto nelle prime fasi della la malattia induce effetti benefici sul controllo del movimento che possono perdurare nel tempo anche dopo la sospensione dell’allenamento.”
“In futuro, sarebbe possibile identificare nuovi bersagli terapeutici e marcatori funzionali da considerare per lo sviluppo di trattamenti non farmacologici da adottare in combinazione con le attuali terapie farmacologiche”, ha aggiunto.
Il lavoro precedente ha dimostrato che l’attività fisica intensa è associata a una maggiore produzione di un fattore di crescita critico, il fattore neurotrofico derivato dal cervello (BDNF).
Gli autori sono stati in grado di riprodurre questo fenomeno in risposta a un protocollo di allenamento su tapis roulant di quattro settimane in un modello animale di malattia di Parkinson in fase iniziale e di dimostrare, per la prima volta, come questo fattore neurotrofico determini gli effetti benefici dell’attività fisica in il cervello.
Lo studio, i cui principali autori sono i Drs. Gioia Marino e Federica Campanelli, ricercatrici presso la Facoltà di Medicina dell’Università Cattolica di Roma, forniscono un supporto sperimentale all’effetto neuroprotettivo dell’esercizio utilizzando un approccio multidisciplinare che impiega diverse tecniche per misurare i miglioramenti nella sopravvivenza neuronale, nella plasticità cerebrale, nel controllo motorio e visuospaziale cognizione.
Il principale effetto osservato in risposta alle sessioni quotidiane di allenamento su tapis roulant è una riduzione della diffusione degli aggregati patologici di alfa-sinucleina, che nella malattia di Parkinson porta alla disfunzione graduale e progressiva dei neuroni in specifiche aree cerebrali (la substantia nigra pars compacta e la striato, che costituisce la cosiddetta via nigrostriatale), essenziale per il controllo motorio.
L’effetto neuroprotettivo dell’attività fisica è associato alla sopravvivenza dei neuroni che rilasciano il neurotrasmettitore dopamina e alla conseguente capacità dei neuroni striatali di esprimere una forma di plasticità dopamino-dipendente, aspetti altrimenti compromessi dalla malattia.
Di conseguenza, il controllo motorio e l’apprendimento visuospaziale, che dipendono dall’attività nigrostriatale, sono conservati negli animali che praticano un addestramento intensivo.
I neuroscienziati hanno anche scoperto che il BDNF, i cui livelli aumentano con l’esercizio, interagisce con il recettore NMDA per il glutammato, consentendo ai neuroni dello striato di rispondere in modo efficiente agli stimoli, con effetti che persistono oltre la pratica dell’esercizio.
Il professor Paolo Calabresi ha dichiarato: “Il nostro gruppo di ricerca è coinvolto in uno studio clinico per verificare se l’esercizio intensivo può identificare nuovi marcatori per monitorare il rallentamento della progressione della malattia nei pazienti in fase iniziale e il profilo della progressione della malattia”.
“Poiché la malattia di Parkinson è caratterizzata da importanti componenti neuroinfiammatori e neuroimmuni, che giocano un ruolo chiave nelle prime fasi della malattia, la ricerca continuerà ad indagare il coinvolgimento delle cellule gliali, gruppi di cellule altamente specializzate che forniscono supporto fisico e chimico alla neuroni e il loro ambiente. Questo ci permetterà di identificare i meccanismi molecolari e cellulari alla base degli effetti benefici osservati”, ha concluso.
Un altro studio, questa volta dell’Università di Tel Aviv, suggerisce che una terapia che combina la realtà virtuale e l’esercizio su tapis roulant riduce drasticamente l’incidenza di cadute tra i pazienti con malattia di Parkinson modificando il comportamento del cervello e promuovendo una benefica plasticità cerebrale, anche nei pazienti con malattia neurodegenerativa.
I pazienti con malattia di Parkinson sperimentano una graduale perdita neuronale, che porta a disturbi cognitivi e motori che danneggiano la loro capacità di camminare e causano cadute debilitanti, spesso fatali. Il nuovo studio mostra che i tassi di caduta sono ridotti in risposta all’allenamento su tapis roulant con la realtà virtuale.
Anche il numero di neuroni attivati nella corteccia prefrontale è ridotto in risposta alla stessa combinazione. Questa riduzione probabilmente riflette miglioramenti nel controllo motorio e una maggiore automaticità di compiti cognitivamente impegnativi.
La ricerca sottolinea l’importanza di combinare la riabilitazione cognitiva con la riabilitazione motoria dei pazienti con malattia di Parkinson.
Lo studio è stato condotto dal Prof. Jeff Hausdorff della Sackler School of Medicine e del Tel Aviv Medical Center della TAU insieme ai colleghi Dr. Inbal Maidan del Tel Aviv Medical Center e il Dr. Anat Mirelman e il Prof. Nir Giladi, entrambi della Sackler School of Medicine della TAU e Centro medico di Tel Aviv. I risultati sono stai pubblicati sulla rivista Neurology.
“In ricerche precedenti, abbiamo dimostrato che i pazienti con malattia di Parkinson usano la funzione cognitiva, che si riflette nell’attivazione della corteccia prefrontale del cervello, per compensare la funzione motoria compromessa”, afferma il prof. Hausdorff. “Abbiamo anche dimostrato che una forma specifica di esercizio mirata al controllo cognitivo dell’andatura, un allenamento combinato su tapis roulant con una rappresentazione in realtà virtuale degli ostacoli in un percorso, porta a un tasso di caduta significativamente inferiore nei pazienti con Parkinson.
“Il programma di deambulazione in realtà virtuale, in cui i pazienti devono evitare gli ostacoli, migliora le prestazioni cognitive del paziente e quindi riduce la necessità di attività cerebrale prefrontale”, continua il prof. Hausdorff.
Diciassette soggetti in due gruppi, uno che ha combinato l’allenamento su tapis roulant con la realtà virtuale e uno che ha utilizzato solo l’allenamento su tapis roulant, sono stati sottoposti a un intervento di sei settimane, esercitandosi tre volte alla settimana per circa un’ora ogni volta. Il gruppo di realtà virtuale ha svolto un “gioco” in cui hanno visto i propri piedi camminare in un ambiente cittadino o in un parco.
Attraverso il gioco, hanno imparato implicitamente come affrontare gli ostacoli nell’ambiente virtuale, come pianificare in anticipo e come fare due cose contemporaneamente, ovvero affrontare le sfide cognitive legate alla deambulazione sicura.
L’altro gruppo appena ha camminato su un tapis roulant senza componenti VR o sfide cognitive. Prima e dopo che i soggetti hanno partecipato ai programmi di esercizio, i ricercatori hanno utilizzato immagini di risonanza magnetica funzionale per valutare i modelli di attivazione cerebrale dei pazienti.
“I risultati dello studio rafforzano l’ipotesi che l’allenamento migliori le prestazioni motorie e cognitive attraverso una migliore neuroplasticità, più di quanto visto con il solo allenamento su tapis roulant”, spiega il prof. Hausdorff.
“È interessante notare che i benefici dell’allenamento su tapis roulant con la realtà virtuale sono stati osservati in modo specifico durante le condizioni di deambulazione che richiedono input cognitivi (ovvero, negoziazione degli ostacoli e doppia attività), condizioni associate alle cadute negli ambienti quotidiani.
In queste condizioni, erano necessari meno neuroni dopo l’allenamento con la realtà virtuale , mentre nessun cambiamento è stato visto nel gruppo che si è allenato camminando su un tapis roulant senza VR.”
Precedenti ricerche condotte su modelli murini del morbo di Parkinson suggerivano l’importanza di esercizi specifici per il cervello. Tuttavia, il nuovo studio TAU è il primo a mostrare tali risultati nelle persone con malattia di Parkinson.
“L’esercizio che si concentra sulle componenti motorie promuove la plasticità nelle aree cerebrali associate all’integrazione e alla coordinazione sensori-motorie”, afferma il prof. Hausdorff. “Ma l’esercizio che incorpora componenti cognitivi stimola anche i cambiamenti nelle regioni cerebrali legate alla cognizione. Può quindi avere un impatto maggiore sulla funzione cerebrale compensatoria e sulle funzioni cognitive legate alla deambulazione sicura (cioè, camminare senza cadere).”
“Il risultato qui è che anche relativamente tardi nella malattia, quando il 60-80 percento dei neuroni dopaminergici è morto, c’è ancora un’opportunità per promuovere la plasticità nel cervello”, conclude il prof. Hausdorff. “Inoltre, per indurre cambiamenti cerebrali specifici , l’esercizio dovrebbe essere personalizzato e mirato a uno specifico problema clinico”.
L’allenamento su tapis roulant può essere utilizzato per aiutare le persone con malattia di Parkinson a ottenere movimenti di deambulazione migliori, affermano i ricercatori. In una revisione sistematica delle prove, i ricercatori Cochrane hanno concluso che l’allenamento su tapis roulant potrebbe essere utilizzato per migliorare parametri specifici dell’andatura nei pazienti con Parkinson.
L’ipocinesia dell’andatura, caratterizzata dalla lentezza dei movimenti, è uno dei principali disturbi del movimento che colpisce i pazienti affetti da Parkinson e può avere un impatto importante sulla qualità della vita . Più di recente, gli operatori sanitari hanno iniziato a incorporare l’esercizio nei regimi terapeutici come utile complemento alle tradizionali terapie farmacologiche. L’allenamento sui tapis roulant è un’opzione che può aiutare a migliorare il movimento.
I ricercatori hanno analizzato i dati di otto studi che includevano 203 pazienti per la revisione, pubblicata su The Cochrane Library. Hanno confrontato l’allenamento su tapis roulant rispetto a nessun allenamento su tapis roulant, utilizzando gli effetti sulla velocità di camminata, la lunghezza del passo, il numero di passi al minuto (cadenza) e la distanza percorsa per misurare il miglioramento dell’andatura. L’allenamento su tapis roulant ha avuto un impatto positivo su ciascuna di queste misurazioni, a parte la cadenza.
“L’allenamento su tapis roulant sembra essere un modo sicuro ed efficace per migliorare l’andatura nei pazienti con malattia di Parkinson “, ha affermato il ricercatore capo Jan Mehrholz, del Wissenschaftliches Institut di Kreischa, in Germania. “Fondamentalmente, abbiamo visto pochissimi effetti avversi o abbandoni nei pazienti sottoposti a questo tipo di terapia riabilitativa”.
Tuttavia, i ricercatori affermano che i risultati devono essere trattati con cautela poiché si basano su un numero limitato di piccoli studi. “C’è ancora bisogno di studi più ampi per stabilire se l’allenamento su tapis roulant può essere tranquillamente utilizzato come terapia di routine per i pazienti con Parkinson”, ha affermato Merhholz.
“Dobbiamo anche rispondere a domande di base su quanto durano i benefici e in cosa dovrebbe consistere un buon programma di allenamento. Ad esempio, con quale frequenza e per quanto tempo i pazienti dovrebbero allenarsi?”
