Cervello ed esercizio fisico: una proteina li lega

Secondo una nuova ricerca americana, una proteina lega l’invecchiamento del cervello e l’esercizio fisico. I risultati potrebbero portare a nuove terapie per conferire gli effetti neuroprotettivi dell’attività fisica a persone che non sono in grado di farla a causa di limitazioni fisiche.

Attività fisica: elisir “di lunga vita” per il cervello

Negli ultimi anni i ricercatori hanno concentrato i lori studi sui fattori che stimolano la neurogenesi e la plasticità cerebrale. Un ambiente stimolante e l’attività fisica sono risultati fondamentali per un buon mantenimento del cervello. Questa capacità di mantenimento e riparazione non sono uniformi in tutte le aree cerebrali. Ad esempio sono più attive nell’ippocampo e nel bulbo olfattivo. Uno studio di qualche anno fa aveva dimostrato che il sangue prelevato da topi anziani che si erano esercitati regolarmente per sette settimane poteva apportare benefici misurabili su topi sedentari. Quando hanno esaminato il cervello degli animali, hanno trovato prove di una produzione di nuovi neuroni proprio nell’ippocampo. L’esercizio fisico sta quindi diventando uno dei modi più studiati per proteggere il cervello dal declino cognitivo legato all’età e alle malattie neuro-degenerative. Ma molti anziani non sono in grado di fare esercizio fisico regolarmente a causa di limitazioni o disabilità. I ricercatori stanno quindi cercando terapie per conferire alcuni dei benefici neurologici dell’attività fisica nelle persone che non possono esercitarla.

Un nuovo studio

Il nuovo studio, pubblicato su Science e condotto sui topi, ha mostrato che il fegato, dopo l’attività fisica secerne una proteina chiamata Gpld1. I suoi livelli nel sangue corrispondono a una migliore funzione cognitiva nei topi anziani.  L’analisi dei dati umani raccolti nell’ambito dello studio della UCSF Memory and Aging Center del Hillblom Aging Network ha mostrato che Gpld1 è anche elevato nel sangue di anziani sani e attivi rispetto ai meno attivi. Il team ha scoperto che Gpld1 aumenta la circolazione sanguigna dei topi dopo l’esercizio e che i suoi livelli sono strettamente correlati ai miglioramenti nelle prestazioni cognitive degli animali. Ma i ricercatori hanno anche dimostrato che l’aumento di questa proteina potrebbe conferire molti degli stessi benefici cerebrali dell’esercizio fisico regolare. Per scoprire quali specifici fattori biologici nel sangue potrebbero essere alla base di questi effetti, i ricercatori hanno misurato la quantità di diverse proteine ​​solubili nel sangue di topi attivi rispetto ai topi sedentari. Hanno identificato 30 proteine ​​candidate. Diciannove di queste erano prevalentemente derivate dal fegato e collegate a funzioni per il controllo del metabolismo. Due di queste proteine ​​-Gpld1 e Pon1- si sono poi rivelate particolarmente importanti per i processi metabolici. I ricercatori hanno scelto di studiare Gpld1 in modo più dettagliato perché alcuni studi precedenti avevano già iniziato ad indagare le sue funzioni.

Ingegneria genetica al servizio del cervello

Per verificare se Gpld1 potesse guidare i benefici dell’esercizio fisico, i ricercatori hanno usato l’ingegneria genetica per aumentarne la produzione nei topi anziani. Hanno inserito quindi copie aggiuntive del gene e le hanno attivate con l’età. Hanno poi misurato le prestazioni degli animali in vari test per la cognizione e la memoria. Con loro stupore, tre settimane di trattamento hanno prodotto effetti simili a sei settimane di esercizio fisico regolare. L’esperimento ha mostrato una rapida crescita di nuovi neuroni nell’ippocampo. Ulteriori indagini di laboratorio hanno dimostrato che Gpld1 prodotta dal fegato non passa attraverso la cosiddetta barriera emato-encefalica, che protegge il cervello dagli agenti tossici o infettivi. Invece, questa proteina sembra esercitare i suoi effetti sul cervello attraverso la riduzione dell’infiammazione e coagulazione del sangue in tutto il corpo. Questi fattori sono noti per aumentare con l’età e sono stati collegati alla demenza e al declino cognitivo. Attraverso questa proteina, il fegato risponde all’attività fisica e riesce a mantenere giovane il cervello. Questo è un nuovo notevole esempio di comunicazione tra fegato e cervello che è stato scoperto solo ora. Saul Villeda, uno degli autori dello studio, ha dichiarato:

Ad essere onesti, non mi aspettavo di riuscire a trovare una singola molecola che potesse giustificare così tanti dei benefici dell’esercizio fisico sul cervello. Sembrava più probabile che l’esercizio esercitasse molti piccoli e sottili effetti che si sommano in un unico grande vantaggio, ma che sarebbero stati difficili da isolare Se ci fosse un farmaco produce gli stessi benefici cerebrali dell’esercizio, molti lo prenderebbero. Ora il nostro studio suggerisce che almeno alcuni di questi potrebbero essere disponibili un giorno sotto forma di pillola.

Il laboratorio ora sta lavorando per comprendere meglio come Gpld1 interagisce con altri sistemi di segnalazione biochimica per produrre i suoi effetti benefici di potenziamento del cervello. La speranza è quella di identificare terapie e obiettivi specifici al fine di sfruttare questa interessante scoperta per la cura di patologie e dell’invecchiamento cerebrale.

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