Come l'esercizio fisico protegge il cervello dalla depressione indotta da stress

L'esercizio fisico ha molti effetti benefici sulla salute umana, compresa la protezione dalla depressione indotta da stress. Tuttavia, fino ad ora i meccanismi che mediano questo effetto protettivo erano rimasti sconosciuti.


In un nuovo studio sui topi, i ricercatori del Karolinska Institutet in Svezia dimostrano che l'esercizio fisico induce cambiamenti nei muscoli scheletrici che possono purgare il sangue da una sostanza che si accumula durante lo stress, ed è dannosa per il cervello. Lo studio è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista Cell.


"In termini neurobiologici, in realtà ancora non sappiamo cosa è la depressione. Il nostro studio rappresenta un altro pezzo del puzzle, in quanto forniamo una spiegazione delle modificazioni biochimiche protettive indotte dall'esercizio fisico, che impediscono al cervello di essere danneggiato durante lo stress", dice Mia Lindskog, ricercatrice del Dipartimento di Neuroscienze al Karolinska Institutet.


Si sapeva che la proteina PGC-1α1 aumenta con l'esercizio fisico nel muscolo scheletrico, e che media il condizionamento muscolare benefico in connessione con l'attività fisica. In questo studio i ricercatori hanno utilizzato un topo geneticamente modificato con alti livelli di PGC-1α1 nel muscolo scheletrico, con molte caratteristiche dei muscoli ben addestrati (anche senza fare esercizio).


Questi topi, e dei normali topi di controllo, sono stati esposti a un ambiente stressante, come ad esempio forti rumori, luci lampeggianti e con il ritmo circadiano invertito a intervalli irregolari. Dopo cinque settimane di stress lieve, i topi normali avevano sviluppato un comportamento depressivo, mentre i topi geneticamente modificati (con caratteristiche muscolari ben addestrate) non avevano sintomi depressivi.


"La nostra ipotesi iniziale di ricerca era che il muscolo allenato può produrre una sostanza con effetti benefici sul cervello. In realtà abbiamo trovato l'opposto: il muscolo ben allenato produce un enzima che elimina dal corpo le sostanze nocive. Quindi, in questo contesto, la funzione del muscolo ricorda quella del rene o del fegato", spiega Jorge Ruas, ricercatore principale del Dipartimento di Fisiologia e Farmacologia al Karolinska Institutet.


I ricercatori hanno scoperto che i topi con livelli più elevati di PGC-1α1 nei muscoli avevano anche livelli più elevati di enzimi chiamati KAT. I KAT convertono una sostanza formata durante lo stress (chinurenina) in acido chinurenico, che non è in grado di passare dal sangue al cervello. La funzione esatta della chinurenina non è nota, ma nei pazienti con malattia mentale sono presenti elevati livelli di chinurenina.


In questo studio, i ricercatori hanno dimostrato che quando i topi normali ricevevano chinurenina, mostravano un comportamento depressivo, mentre i topi con maggiori livelli di PGC-1α1 nei muscoli non ne erano colpiti. In realtà, questi animali non mostrano livelli di chinurenina elevati nel sangue poichè gli enzimi KAT nei loro muscoli ben allenati la convertono rapidamente in acido chinurenico, risultando in un meccanismo protettivo.


"È possibile che questo lavoro apra un nuovo percorso farmacologico nel trattamento della depressione, dove si potrebbe tentare di influenzare la funzione del muscolo scheletrico invece di puntare direttamente al cervello. Il muscolo scheletrico sembra avere un effetto di disintossicazione che, se attivato, può proteggere il cervello da insulti e da malattie mentali correlate", afferma Jorge Ruas.


La depressione è un disturbo psichiatrico comune in tutto il mondo. L'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) stima che più di 350 milioni di persone ne siano colpite.

 

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L'attuale studio è stato finanziato da sovvenzioni dall'AstraZeneca-Karolinska Institutet Integrated Translational Research Centre, dalla Novo Nordisk Foundation, dalla Petrus and Augusta Hedlund Foundation, dal Stockholm County Council, dal Karolinska Institutet's Strategic Research Programme in Diabetes, dalla Swedish Brain Foundation, dalla Swedish Diabetes Association, dalla Swedish Foundation for Strategic Research, dal Swedish Research Council, dalla Knut and Alice Wallenberg Foundation, dalla Åhlén Foundation e dalla Åke Wiberg Foundation, tra gli altri.

 

 

 

 

 


Fonte: Karolinska Institutet via AlphaGalileo (>English version) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: Leandro Z. Agudelo, Teresa Femenía, Funda Orhan, Margareta Porsmyr-Palmertz, Michel Goiny, Vicente Martinez-Redondo, Jorge C. Correia, Manizheh Izadi, Maria Bhat, Ina Schuppe-Koistinen, Amanda Pettersson, Duarte M. S. Ferreira, Anna Krook, Romain Barres, Juleen R. Zierath, Sophie Erhardt, Maria Lindskog, and Jorge L. Ruas. Skeletal Muscle PGC-1a1 Modulates Kynurenine Metabolism and Mediates Resilience to Stress-Induced Depression. Cell, September 2014

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