Train The Brain: prevenire il declino cognitivo

“Mens sana in corpore sano” dicevano i latini. Niente di più vero! Che l’attività fisica fosse un fattore fondamentale nella neuroprevenzione non lo scopriamo di certo nel 2022.
Da dieci anni viene svolto un progetto (che coinvolge centinaia di soggetti anziani dai 65 agli 89 anni) che ha come primi autori Gaia Scabia di Cnr-Ifc e dipartimento di Medicina clinica e sperimentale dell’Università di Pisa e Giovanna Testa del Laboratorio di biologia della Scuola normale superiore e coordinato dal Professore Lamberto Maffei, chiamato “Train the Brain“. 

Cosa accade con l’invecchiamento

L’interesse di questo progetto è quello di comprendere come i meccanismi molecolari neurobiologici funzionino in relazione all’interazione con l’ambiente, facendo impegnare i soggetti in attività fisiche e mentalmente impegnative. Tutto questo è stato possibile grazie alla collaborazione con Marco Mainardi del Cnr-In e Margherita Maffei dell’Istituto di fisiologia clinica (Cnr-Ifc).
Particolarmente rilevante, in questo studio, è stato il monitoraggio della concentrazione nel sangue, nei soggetti aderenti al progetto, di una molecola infiammatoria chiamata CCL11/Eotaxin-1, la quale è in grado di attirare gli eosinofili (un componente leucocitario del sangue) e di attraversare la barriera emato-encefalica (BEE), il nostro filtro biologico protettore dei neuroni.
La capacità di questa proteina, definita come chemochina, di attraversare questo scudo biologico, ha conseguenze negative (se in concentrazioni alte) sulla neurogenesi ippocampale e sulla plasticità sinaptica, processi fondamentali per il mantenimento di una buona salute neurologica.

Come mai le chemochine?

Le chemochine sono importanti tasselli del grande puzzle che compone il sistema immunitario. La loro secrezione è promossa dalla produzione di altre citochine ad opera dei macrofagi o dei linfociti NK, due guerrieri del nostro sistema immunitario. Giocano un ruolo importantissimo le cellule della microglia, popolazione di macrofagi residente nel nostro cervello che produce citochine. Esse favoriscono il rilascio di chemochine e, di conseguenza, se il livello di produzione è elevato rispetto alle normali concentrazioni fisiologiche, si ha un richiamo di leucociti eccessivamente alto con conseguenti processi infiammatori.

Perché il sistema immunitario?

Ma cosa c’entra il sistema immunitario? In condizioni normali, nel nostro cervello avviene spesso una “sistemazione” delle sinapsi, il collegamento tra un neurone e l’altro che rende possibile elaborare o produrre stimoli. Questo turnover sinaptico deve sempre essere mantenuto in equilibrio affinché non si abbia un danneggiamento delle funzioni cerebrali. Un malfunzionamento a carico di questi processi e un aumento del livello di citochine proinfiammatorie agiscono negativamente sulla normale plasticità cerebrale, promuovendo il declino cognitivo.
L’invecchiamento porta ad un aumento di concentrazione di CCL11 a livello ematico che impatta la buone salute del cervello promuovendo il processo di neurodegenerazione. 

Lo studio nel modello murino

Per poter comprendere al meglio gli eventi molecolari dietro questo processo, il progetto Train the Brain è stato ricreato in laboratorio sfruttando il modello murino, anche denominato topo comune, e una tecnica chiamata environmental enrichment (arricchimento ambientale, EE). Questo metodo consiste nel mettere a disposizione dei soggetti un ambiente stimolante con cui essi possono interagire.
L’interazione con l’ambiente è fondamentale nei processi neurologici: allenarci ci fa sentire meno stressati, raggiungere un traguardo ci fa sentire gioiosi mentre fallire ci butta giù.

Risultati dello studio

In effetti, i risultati erano evidenti e significativi! Sia nei partecipanti umani che nel modello murino, le analisi del sangue riportavano livelli di CCL11 molto più bassi dopo diverse sessioni dello studio rispetto a quanto non lo fossero prima. Infatti, nei topi, l’EE ha indotto una plasticità simil-giovanile nei soggetti adulti, mentre nelle popolazioni arricchite ma con livelli di CCL11 mantenuti alti artificialmente, si è osservato uno svantaggio rispetto alla popolazione allevata a livello standard in ambiente arricchito. I risultati più stupefacenti (comunque non troppo nuovi) furono riscontrati nei topi anziani transgenici per alcuni geni induttori dell’Alzheimer. In questi topi malati fu stimolata una più spinta e accesa neurogenesi grazie all’interazione con questo ambiente arricchito e stimolante.

Conclusioni

Tutti i processi che coinvolgono emozioni, stati d’animo, semplice benessere psico-fisico, sono il risultato degli stimoli provenienti dall’esterno. L’invecchiamento neuronale, la neurodegenerazione o, malattie neurodegenerative gravissime, come la demenza fronto-temporale o la malattia di Alzheimer, possono essere prevenute grazie ad una vita sana, un’alimentazione giusta, la lettura o lo studio e ad una costante e corretta attività fisica.

Giovanni Bruno

Bibliografia

https://www.lescienze.it/news/2021/09/17/news/una_possibile_chiave_per_contrastare_il_declino_cognitivo-4965645/

https://ihttp://www.ucp.istc.cnr.it/index.php/2012-05-28-21-15-32/il-centro-primati/11-animals/47-l-arricchimento-ambientale-che-cos-e

it.wikipedia.org/wiki/Chemochine

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