Ricerche

Uno studio guidato dalla Rutgers University conferma gli effetti positivi dell'esercizio fisico sulle proteine ​​di segnalazione dell'insulina dal cervello

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Uno studio condotto da scienziati della Rutgers University di New Brunswick (New Jersey/USA) ha dimostrato che cellule specializzate coinvolte nel modo in cui il corpo risponde all'insulina vengono attivate nel cervello dopo l'esercizio, suggerendo che l'attività fisica può migliorare direttamente la funzione cerebrale. Il loro studio, pubblicato su Aging Cell, indica che si possono sviluppare terapie che puntano questa azione dell'insulina per compensare o addirittura prevenire la progressione della demenza.

"Riteniamo che questo lavoro sia importante perché suggerisce che l'esercizio fisico può potenziare cognizione e memoria, migliorando le capacità dell'insulina di agire sul cervello", ha affermato Steven Malin, professore associato nel Dipartimento di Chinesiologia e Sanità della Rutgers e primo autore dello studio condotto in collaborazione con il National Institute on Aging, e concentrato sul ruolo delle vescicole extracellulari dei neuroni, cellule specializzate rilasciate dal cervello.

Le vescicole extracellulari, una volta considerate dai ricercatori come 'polvere cellulare', negli ultimi 15 anni sono cresciute esponenzialmente in riconoscimento come importanti attori nel mondo microscopico del corpo umano, poiché facilitano il trasporto ​​tra le cellule di molecole cruciali, come le proteine. Per questo studio, gli scienziati hanno puntato le vescicole prodotte nel cervello che trasportano diverse proteine ​​coinvolte nella sensibilità all'insulina, una delle quali si chiama Akt.

La sensibilità all'insulina è una misura del modo in cui il corpo risponde all'insulina, un ormone che controlla i livelli di zucchero nel sangue. Le persone con elevata sensibilità all'insulina possono usare il glucosio nel sangue in modo più efficace nel corpo, come nei muscoli, riducendo lo zucchero nel sangue. Le persone con diabete, con il suo sintomo chiave di bassa sensibilità all'insulina o insulino-resistenza, hanno cellule cerebrali che sono meno sensibili all'insulina. Ciò può avere impatti negativi sulla cognizione.

I ricercatori sono riusciti a studiare le vescicole isolandole nel sangue dei partecipanti a uno studio sperimentale. L'esperimento, condotto su due settimane, includeva un gruppo di 21 volontari con un'età media di 60 anni e con prediabete. Nel corso dello studio, essi hanno eseguito 12 sessioni di allenamento individuali supervisionate di 60 minuti ciascuna, di intensità da moderata a alta.

I partecipanti hanno ingerito una bevanda al glucosio prima e dopo l'allenamento. I ricercatori hanno quindi raccolto campioni di sangue dai partecipanti prima e mentre la bevevano, all'inizio e alla fine dell'allenamento. I campioni di sangue hanno mostrato che il numero di vescicole neuronali che trasportavano proteine ​​coinvolte nella sensibilità all'insulina aumentavano dopo ogni allenamento, e l'Akt era la più evidente.

"Abbiamo dimostrato per la prima volta che l'esercizio fisico influisce sulla segnalazione dell'insulina dalle vescicole extracellulari neuronali in relazione ai miglioramenti clinici della glicemia", ha affermato Malin. "E usiamo queste vescicole extracellulari neuronali come indicatore della sensibilità all'insulina cerebrale. L'esercizio fisico, quindi, è potenzialmente in grado di migliorare la capacità del cervello di rispondere all'insulina per la funzione neuronale".

L'insulina è un ormone sempre più riconosciuto come regolatore della cognizione, il processo mentale di acquisizione della conoscenza attraverso il pensiero, l'esperienza e i sensi. Il prediabete è una grave condizione di salute che si verifica quando i livelli di zucchero nel sangue sono più alti del normale ma non abbastanza elevati da essere diagnosticati come diabete di tipo 2.

Quelli con prediabete corrono il rischio di avere livelli insufficienti di insulina nel corpo, in particolare nel cervello, aumentando così la loro probabilità di sviluppare malattie di demenza come l'Alzheimer, ha affermato Malin. L'insulina ha anche un ruolo cruciale nella formazione e nel richiamo della memoria, nella velocità di elaborazione e nel funzionamento delle sinapsi, le strutture che consentono alle cellule cerebrali di comunicare tra loro.

"Se l'insulina è insufficiente nel cervello, non solo le cellule cerebrali diventeranno potenzialmente disfunzionali, ma potrebbero non riuscire a interagire correttamente tra loro", ha detto Malin. “È come giocare al telefono con un amico. Ad un certo punto il messaggio si perde quando il cervello diventa resistente all'insulina".

Da lungo tempo si crede che l'esercizio fisico migliora la cognizione, ma i meccanismi coinvolti non erano chiari. Studi precedenti hanno trovato prove che l'alto zucchero nel sangue contribuisce a una minore capacità del cervello di ricordare informazioni e apprendere nuove informazioni. Malin ha affermato che l'insulina, che è prodotta dal pancreas e viaggia nel cervello per svolgere le sue funzioni, ha un ruolo centrale nel promuovere il flusso sanguigno cerebrale e il funzionamento neuronale per la cognizione.

"Il nostro lavoro suggerisce che le terapie che puntano l'azione dell'insulina cerebrale potrebbero essere in grado di scongiurare la demenza", ha detto Malin.

In un nuovo studio, Malin e i suoi colleghi stanno esaminando se una singola sessione di esercizio può migliorare la capacità dell'insulina intranasale di sostenere la salute cognitiva negli adulti obesi che invecchiano, misurando il flusso sanguigno cerebrale e le vescicole extracellulari neuronali. I piani futuri sono di condurre uno studio di allenamento a lungo termine che valuti i miglioramenti della sensibilità all'insulina cerebrale in relazione alla cognizione negli anziani.