Eserchine come generatrici di salute
ROBERTO COLONNA
NOTE E NOTIZIE - Anno XIX – 26 marzo 2022.
Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org
della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia).
Oltre a notizie o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società,
la sezione “note e notizie” presenta settimanalmente lavori neuroscientifici
selezionati fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori riviste
e il cui argomento è oggetto di studio dei soci componenti lo staff dei recensori della Commissione Scientifica della Società.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]
Il valore
salutare dell’esercizio fisico, sia per gli effetti di miglioramento di tutta
la fisiologia dell’organismo, sia per le azioni terapeutiche su innumerevoli
processi patologici, sia per il rallentamento dei processi di invecchiamento ha
l’incondizionato riconoscimento medico dal secolo scorso, ma la ricerca sulle
basi molecolari di questi benefici continua a fornire elementi nuovi che, oltre
ad arricchire le nostre conoscenze biologiche, possono suggerire nuove
strategie terapeutiche.
Se un
secolo fa l’azione benefica dell’attività motoria era concepita quasi
esclusivamente in termini di fisiologia ematica, respiratoria e circolatoria, e
studiata al livello cellulare per gli effetti più evidenti sul metabolismo
energetico, col passare degli anni, dopo le scoperte di Walter Cannon ed Hans
Selye sulla mediazione simpato-adrenomidollare e dell’asse
ipotalamo-ipofisi-corteccia surrenale dello stress, si cominciò a
comprendere la capacità dell’esercizio motorio di determinare uno shift
nell’assetto neuroendocrino dell’organismo, spostando l’asse dalla prevalenza
dell’ortosimpatico, con picchi circolanti di catecolamine e corticosteroidi,
alla prevalenza del parasimpatico, con riduzione degli ormoni dello stress.
L’impiego
scientifico di tecniche di esercizio di endurance per migliorare la
funzione cardiaca, facilitare la metabolizzazione dei grassi di deposito e
gradualmente accrescere la prestazione muscolare e cardio-respiratoria senza
ricorrere a sforzi in anaerobiosi, si deve agli studi di Kenneth Cooper, un
dottorando in scienze cardiologiche degli anni Sessanta che studiava il
rapporto tra ipocinesi e malattie cardiovascolari. Pianificò una serie di
esercizi che richiedevano un alto consumo di ossigeno e si rifacevano alla
pratica sportiva del nuoto, della corsa a velocità moderata (jogging) e del ciclismo. Ciascuno degli
esercizi era concepito in termini di frequenza,
durata ed intensità per sfruttare al massimo la capacità dell’apparato
muscolare di impiegare il metabolismo aerobico del glucosio (circolante,
proveniente dal glicogeno o da lipidi), senza mai farlo giungere allo stadio di
prevalenza anaerobica, come invece si fa negli sforzi protratti della pesistica
finalizzati all’aumento di forza e volume delle masse muscolari.
Nel 1968
Kenneth Cooper raccolse i suoi studi nel volume intitolato Aerobics, col quale introdusse il
termine nel gergo scientifico e poi comune[1], e propose il metodo dell’esercizio aerobico quale
strumento per migliorare stato fisiologico e prestazioni del sistema
cardiovascolare[2].
L’aerobic fitness è dunque un esercizio
per tenere in forma in primo
luogo il sistema cardio-vascolare, con conseguente beneficio per tutto il corpo[3]. I principali scopi perseguiti da questa forma di allenamento si possono
così riassumere:
1)
miglioramento delle
prestazioni dell’apparato cardiovascolare e dell’apparato respiratorio;
2)
accresciuta efficienza del
sistema di trasporto dell’O2;
3)
aumento funzionale
dell’irrorazione arteriolare e capillare del muscolo striato;
4)
accresciuta efficienza
enzimatica e dei processi mitocondriali del muscolo striato;
5)
miglioramento complessivo
della fisiologia del muscolo cardiaco;
6)
miglioramento del rendimento
meccanico nell’esecuzione dei movimenti;
7)
miglioramento nella percezione
dell’equilibrio e nel coordinamento motorio;
8)
complessiva percezione di uno
stato di forma e di benessere[4].
I primi
studi sul flusso ematico cerebrale di soggetti in attività mediante l’impiego
di Xenon dimostrarono che il microflusso laminare
capillare della corteccia cerebrale, oltre ad aumentare a richiesta per le
necessità metaboliche del cervello “pensante”, poteva essere accresciuto con la
semplice ripetizione in sequenza di apertura e chiusura a pugno di una mano. Da
qui, il filone di studi sugli effetti diretti dell’attività dei muscoli
scheletrici sul cervello.
Nel tempo
sono stati individuati e studiati molti fenomeni associati all’esercizio
motorio, dal rilascio di endorfine a quello di fattori di crescita, ma un
aspetto ha impegnato più degli altri i ricercatori negli ultimi due decenni: l’influenza
sul sistema immunitario e sull’infiammazione.
Poco più
di quattro anni fa è emersa l’importanza dell’Irisina quale messaggero tra
esercizio motorio e fisiologia cerebrale[5].
Si potrebbe
continuare a lungo, basti pensare che nelle nostre “Note e Notizie” si trova
qualche centinaio di recensioni di lavori su questo argomento, ma qui si vuole
presentare uno “stato dell’arte” della ricerca sulle exerkines
(da noi tradotto eserchine) proposto in questi giorni in
pre-pubblicazione da Lisa S. Chow con Michael Snyder e altri venticinque
colleghi.
(Chow
L. S. et al., Exerkines
in health, resilience and disease. Nature Review
Endocrinology – Epub ahead
of print doi:10.1038/s41574-022-00641-2, 2022).
La provenienza degli autori è principalmente la seguente (la menzione per esteso dei 27 istituti
eccederebbe per dimensioni
quelle del testo stesso): Division of Diabetes
Endocrinology and Matabolism, University of
Minnesota, Minneapolis, MN (USA); Division of Cardiovascular Medicine, Beth
Israel Deaconess Medical Center, Boston, MA (USA); Department of Pathology,
McAllister Hearth Institute, University of North Carolina, Chapel Hill, NC (USA);
Centre of Inflammation and Metabolism/Centre for PA Research (CIM/CFAS), Rigshospitalet, University of Copenhagen, Copenhagen (Danimarca); StilesNicholson Brain
Institute and Charles E. Schmidt college of Medicine, Florida Atlantic
University, Jupiter, FL (USA); Human Performance Laboratory, Ball State
University, Muncie, IN (USA); Monash Institute of Pharmaceutical Sciences,
Monash University, Parkville, Victoria (Australia).
Nel 2000 fu scoperto che le
contrazioni muscolari comportano il rilascio di IL-6 e, da allora, il numero di
molecole di segnalazione associate all’esercizio fisico che sono state
identificate dai ricercatori è straordinariamente cresciuto. Oggi si sente il
bisogno di considerare tutti questi mezzi di segnalazione rilasciati dalla
muscolatura scheletrica striata in una categoria operativa per indagare e analizzare
il loro ruolo funzionale: le eserchine o molecole dell’esercizio
motorio.
Ecco la definizione proposta
dagli autori dello studio di rassegna e analisi qui presentato:
Si definiscono eserchine quelle
particelle di segnalazione rilasciate in risposta ad esercizio acuto e/o
cronico, che esercitano i loro effetti attraverso vie endocrine, paracrine e/o autocrine.
Tanti organi, tessuti e
cellule rilasciano questi fattori, incluso il muscolo scheletrico (miochine), il cuore (cardiochine),
il fegato (epatochine), il tessuto adiposo
bianco (adipochine), il tessuto adiposo bruno
(baptochine) e i neuroni (neurochine).
Le eserchine hanno ruoli
potenziali nel migliorare la salute cardiovascolare, metabolica, immunitaria e
neurologica. Per tali proprietà le eserchine sono farmaci potenziali per
la patologia cardiaca, il diabete mellito di tipo 2, l’obesità e la promozione
di un invecchiamento fisiologico.
Il testo, al quale si rimanda
per ogni dettaglio, riassume l’importanza e lo stato attuale della ricerca per
ciascuna molecola, prospettando le sfide e le direzioni della ricerca nel
prossimo futuro.
L’autore della nota ringrazia la dottoressa
Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del sito
(utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).
Roberto Colonna
BM&L-26 marzo 2022
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La Società Nazionale di Neuroscienze BM&L-Italia, affiliata alla
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94098840484, come organizzazione scientifica e culturale non-profit.
[1] Pochi anni dopo fu pubblicata una versione divulgativa del libro, intitolata The New Aerobics, che diede inizio alla moda della ginnastica aerobica in tutto il mondo. Sulla concezione aerobica di Cooper si basa anche il metodo dei diecimila passi al giorno per mantenersi in forma camminando.
[2] Note e Notizie 07-10-17 Come il fitness aerobico modella le connessioni cerebrali. Si raccomanda la lettura di questo articolo e anche di Note e Notizie 14-10-17 Effetti del fitness aerobico dal cervello allo spirito, che contiene anche un’interessante intervista a Kenneth Cooper. Si consiglia per dati ancora attualissimi (citochine, neurotrofine, effetti proneuroplastici) circa gli effetti dell’esercizio fisico sul sistema immunitario, sulla depressione e sul declino cognitivo da invecchiamento: Note e Notizie 07-12-13 Attività fisica specifica per disturbi mentali e invecchiamento. Per i rapporti con la nostra scuola: Note e Notizie 28-10-17 Discussione su Kenneth Cooper e Arte del Vivere.
[3] In altri termini, una ginnastica leggera di durata protratta, secondo il principio dell’endurance (resistenza dell’organismo), contrapposto a quello della resistenza allo sforzo di particolari gruppi muscolari come si ha nell’esercizio anaerobico della pesistica (weight training o strenght training).
[4] Note e Notizie 18-11-17 Irisina quale messaggero fra esercizio fisico e funzione cerebrale.
[5] Cfr. Note e Notizie 07-10-17 Come il fitness aerobico modella le connessioni cerebrali.