
Introduzione: Esercizio Fisico e Regolazione PNEI
È ormai risaputo da tempo che l’esercizio fisico abbia importanti effetti sulla salute dell’intero sistema corpo – mente. L’attività fisica regolare, associata ad un normopeso, rappresenta l’indicatore preventivo più importante per tutte le cause di mortalità [1]. L’inattività fisica rappresenta invece il massimo fattore di rischio per tutte le cause di mortalità [2]. Solo questo aspetto dovrebbe bastare a ricordare di come l’esercizio possa essere considerato uno dei più potenti farmaci presenti in natura per la sua capacità regolatoria a tutti i livelli.
L’attività fisica, soprattutto di tipo aerobico, ha un’importante azione protettiva nei confronti del cervello ed in generale di tutto il sistema nervoso. L’esercizio costante è in grado di incrementare le abilità cognitive, di ridurre i deficit motori e stimolare la neurogenesi, ovvero la produzione di nuove cellule nervose. Grande regolatore del sistema è a tutti gli effetti un potente fattore antinvecchiamento bloccando la fisiologica perdita di neuroni collegata all’età. Al centro della ricerca e di tutti questi benefici vi è sicuramente un aumento della disponibilità del fattore nervoso di derivazione cerebrale, in sigla BDNF, un importante fattore di crescita nervoso indotto dall’attività fisica. Sono diversi gli studi che evidenziano come l’attività fisica di tipo aerobico più che di forza, in tutte le fasce di età, stimoli la secrezione di questo importante fattore neurotrofico [3-4-5-6]. Così, nei giovani in fase di sviluppo, l’esercizio stimola una crescita armonica e salutare mentre la fascia anziana ne trae vantaggio bloccando il decadimento delle prestazioni cognitive e prevenendo le malattie tipiche della senescenza quali Alzheimer e deficit cognitivi di varia natura [7]. L’esercizio fisico si dimostra un potente stimolatore nella preservazione della memoria e del volume della materia grigia [8-9]. Si dimostra a tutti gli effetti un mezzo semplice e a costo zero per mantenere le funzioni cerebrali e promuovere la plasticità neuronale senza dover invidiare niente ai più comuni farmaci antidepressivi e ansiolitici [10].

Esercizio Fisico e Sistema Nervoso Centrale
Per quanto riguarda il volume della materia grigia è importante non dimenticare che l’esercizio fisico stimola intensamente diverse aree della corteccia motoria, non solo l’area motoria propriamente detta (area 4) ma anche quelle parti della corteccia preposte all’ideazione del movimento e che quindi implicano progettazione e decisionalità (aree prefrontali); vengono poi stimolate aree preposte al controllo del movimento, alla coordinazione dei movimenti complessi e all’integrazione posturale quali il cervelletto e i gangli della base. L’esercizio fisico implica una vera e propria sinfonia fra tutte le strutture coinvolte. Rimanendo sui benefici cerebrali, la contrazione muscolare stimola la liberazione di una molteplicità di sostanze fra cui sono degne di attenzione il fattore di crescita insulino simile, in sigla IGF-1 ed una sostanza definita anandamide. L’aumento dell’IGF-1 circolante stimola la captazione dello stesso da parte del cervello determinando importanti risposte neurotrofiche sotto l’azione del rilascio del BDNF; al tempo stesso è implicato nella regolazione e smaltimento della proteina beta amiloide, proteina della quale si riscontra un accumulo nel caso dell’Alzheimer [11].
L’anandamide, che vuol dire beatitudine interiore dal sanscrito “ananda”, appartiene alla famiglia degli endocannabinoidi, ed è stato così chiamato in quanto si va a legare al recettore cannabinoide di primo tipo, quello che lega anche la marijuana. È stato osservato che 45-50 minuti di esercizio fisico ad intensità moderata (70-80% della FC. max) su tapis roulant o cyclette attiva il sistema endocannabinoide con conseguente analgesia indotta [12-13]. Questa sostanza, tra l’altro, essendo una sostanza grassa tende a passare più facilmente e velocemente la barriera emato encefalica. Aspetto ulteriormente interessante è stata l’osservazione del funzionamento del sistema endocannabinoide anche a livello periferico e non solo a livello centrale nel sedare il dolore [14]. Questi aspetti giustificano quello stato di benessere e beatitudine che è possibile riscontrare dopo aver effettuato esercizio fisico.

Esercizio Fisico e Sistema Immunitario
La contrazione muscolare rilascia citochine antinfiammatorie definite miochine le quali mettono in comunicazione il tessuto muscolare con tutti gli altri organi esercitando così un’azione sistemica benefica [15]. L’attività fisica libera dal tessuto muscolare IL-6 la quale va ad attivare un’altra serie di sostanze quali la IL-1ra che va a bloccare la IL-1, principale interleuchina infiammatoria, il sTNF-R che blocca il fattore di necrosi tumorale (TNF) e la IL-10 che rappresenta per eccellenza la citochina antinfiammatoria. Il rilascio di IL-6, stimolato dall’esercizio fisico, può così contribuire a migliorare il profilo lipidico aterogeno, spesso associato ed alla base di malattie croniche [16-17]. Anche l’adrenalina, che sotto esercizio aumenta notevolmente, ha un effetto soppressivo sul TNF sottintendendo un meccanismo antinfiammatorio; infatti lo stress cronico, porta ad un’azione immunosoppressiva e facilita le reazioni infiammatorie mentre in condizioni acute (esercizio fisico) lo stesso stress può migliorare la risposta immunitaria [18]. L’esercizio rappresenta dunque un potente stimolo al funzionamento del sistema immunitario; tuttavia l’intensità dello stesso diviene importante nel determinare un rinforzo o una soppressione della funzione immunitara. Atleti d’élite riportano infatti frequentemente sintomi associati ad infezioni delle vie respiratorie durante fasi di allenamento intenso e competizioni per una deficienza delle Iga, anticorpi che fra le varie funzioni difendono l’organismo dai microbi che entrano attraverso il tratto respiratorio [19]. In parole povere l’esercizio moderato potenzia il sistema immunitario mentre l’esercizio pesante tende a destabilizzarlo indebolendolo per diverse ore, fino a giorni successivi l’impegno agonistico [20-21].
Esercizio Fisico e Sistema Cardiovascolare
Importantissimi sono gli effetti dell’esercizio fisico sul benessere cardiovascolare. È ben noto come l’esercizio aerobico contribuisca all’abbassamento della frequenza cardiaca a riposo grazie ad aumento dell’attività parasimpatica rispetto a quella simpatica del sistema nervoso autonomo. L’allenamento continuo non solo abbassa la frequenza cardiaca a riposo, garantendo un risparmio energetico, ma determina anche un’ipertrofia del miocardio con una maggior gittata sistolica; è proprio questo duplice aspetto dell’abbassamento della frequenza cardiaca sia a riposo che sotto sforzo unito ad una maggior gittata che consente al cuore di lavorare in condizioni di risparmio. In definitiva più il cuore è allenato minore è la frequenza a riposo. Dal momento che, secondo la terminologia della medicina tradizionale cinese, il cuore controlla i vasi sanguigni anche questi ultimi subiscono importanti variazioni ottimizzando la pressione arteriosa: in uno studio randomizzato controllato si sono osservati importanti cambiamenti nella pressione arteriosa già dopo 4 settimane di attività aerobica al 65% del massimo consumo di ossigeno (VO2max) con una frequenza di 3 volte la settimana in soggetti con una storia familiare di ipertensione [22]. In sintesi, specialmente l’esercizio aerobico, ottimizza la funzione vascolare riducendo la rigidità arteriosa e diminuendo il rischio di malattia coronarica [23-24]. La pressione sanguigna esercitata sulle pareti dei vasi stimola il rilascio di tutta una serie di sostanze vasoattive fra cui l’ossido nitrico, importante mediatore endogeno favorente la vasodilatazione con conseguente abbassamento della pressione arteriosa [25-26].

Nonostante una parte dell’industria farmaceutica sia impegnata in uno sforzo per trovare farmaci che possano imitare i benefici dell’esercizio fisico, è quest’ultimo che continua ad essere e rimanere l’unico vero elemento reale per contrastare gli effetti avversi delle malattie del benessere [27].
Riferimenti:
1 Hu G, Tuomilehto J, Silventoinen K, Barengo NC, Peltonen M, Jousilahti P, The effects of physical activity and body mass index on cardiovascular, cancer and all-cause mortality among 47 212 middle-aged Finnish men and women., Int J Obes (Lond). 2005 Aug;29(8):894-902
2 Myers J, Kaykha A, George S, Abella J, Zaheer N, Lear S, Yamazaki T, Froelicher V, Fitness versus physical activity patterns in predicting mortality in men., Am J Med. 2004 Dec 15;117(12):912-8.
3 Jeon YK, Ha CH, The effect of exercise intensity on brain derived neurotrophic factor and memory in adolescents., Environ Health Prev Med. 2017 Apr 4;22(1):27
4 Knaepen K, Goekint M, Heyman EM, Meeusen R, Neuroplasticity – exercise-induced response of peripheral brain-derived neurotrophic factor: a systematic review of experimental studies in human subjects., Sports Med. 2010 Sep 1;40(9):765-801
5 Huang T, Larsen KT, Ried-Larsen M, Møller NC, Andersen LB, The effects of physical activity and exercise on brain-derived neurotrophic factor in healthy humans: A review., Scand J Med Sci Sports. 2014 Feb;24(1):1-10
6 Coelho FG, Gobbi S, Andreatto CA, Corazza DI, Pedroso RV, Santos-Galduróz RF, Physical exercise modulates peripheral levels of brain-derived neurotrophic factor (BDNF): a systematic review of experimental studies in the elderly., Arch Gerontol Geriatr. 2013 Jan-Feb;56(1):10-5.
7 Voss MW, Vivar C, Kramer AF, van Praag H, Bridging animal and human models of exercise-induced brain plasticity., Trends Cogn Sci. 2013 Oct;17(10):525-44
8 Saur L, Baptista PP, de Senna PN, Paim MF, do Nascimento P, Ilha J, Bagatini PB, Achaval M, Xavier LL, Physical exercise increases GFAP expression and induces morphological changes in hippocampal astrocytes., Brain Struct Funct. 2014 Jan;219(1):293-302
9 Erickson KI, Leckie RL, Weinstein AM , Physical activity, fitness, and gray matter volume., Neurobiol Aging. 2014 Sep;35 Suppl 2:S20-8
10 Cotman CW, Berchtold NC, Exercise: a behavioral intervention to enhance brain health and plasticity., Trends Neurosci. 2002 Jun;25(6):295-301
11 Carro E, Trejo JL, Busiguina S, Torres-Aleman I, Circulating insulin-like growth factor I mediates the protective effects of physical exercise against brain insults of different etiology and anatomy., J Neurosci. 2001 Aug 1;21(15):5678-84.
12 Sparling PB, Giuffrida A, Piomelli D, Rosskopf L, Dietrich A, Exercise activates the endocannabinoid system., Neuroreport. 2003 Dec 2;14(17):2209-11
13 Dietrich A, McDaniel WF, Endocannabinoids and exercise., Br J Sports Med. 2004 Oct;38(5):536-41
14 Richardson JD, Kilo S, Hargreaves KM, Cannabinoids reduce hyperalgesia and inflammation via interaction with peripheral CB1 receptors., Pain. 1998 Mar;75(1):111-9
15 Huh JY, The role of exercise-induced myokines in regulating metabolism., Arch Pharm Res. 2017 Nov 25
16 Petersen AM, Pedersen BK, The role of IL-6 in mediating the anti-inflammatory effects of exercise., J Physiol Pharmacol. 2006 Nov;57 Suppl 10:43-51
17 Pedersen BK, Bruunsgaard H, Possible beneficial role of exercise in modulating low-grade inflammation in the elderly., Scand J Med Sci Sports. 2003 Feb;13(1):56-62
18 Dhabhar F.S., Enhancing versus Suppressive Effects of Stress on Immune Function: Implications for Immunoprotection and Immunopathology, Neuroimmunomodulation, 2009 ;16(5):300-17
19 Simpson RJ, Kunz H, Agha N, Graff R, Exercise and the Regulation of Immune Functions., Prog Mol Biol Transl Sci. 2015;135:355-80
20 Nieman DC, Exercise immunology: practical applications., Int J Sports Med. 1997 Mar;18 Suppl 1:S91-100
21 Nieman DC, Exercise and resistance to infection., Can J Physiol Pharmacol. 1998 May;76(5):573-80
22 Goldberg MJ, Boutcher SH, Boutcher YN, The effect of 4 weeks of aerobic exercise on vascular and baroreflex function of young men with a family history of hypertension., J Hum Hypertens. 2012 Nov;26(11):644-9
23 Ashor AW, Lara J, Siervo M, Celis-Morales C, Mathers JC, Effects of exercise modalities on arterial stiffness and wave reflection: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials., PLoS One. 2014 Oct 15;9(10):e110034
24 Montero D, Vinet A, Roberts CK, Effect of combined aerobic and resistance training versus aerobic training on arterial stiffness., Int J Cardiol. 2015 Jan 15;178:69-76
25 Belardinelli R, Perna GP, Vasomotor reactivity evaluation in cardiac rehabilitation., Monaldi Arch Chest Dis. 2002 Sep;58(2):79-8
26 Duncker DJ, Bache RJ, Regulation of coronary blood flow during exercise., Physiol Rev. 2008 Jul;88(3):1009-86
27 Hawley JA, Holloszy JO, Exercise: it’s the real thing!, Nutr Rev. 2009 Mar;67(3):172-8



