L’esercizio fisico sembra riprogrammare il cervello in modi che aiutano il corpo a diventare più forte e resistente nel tempo.

“Molte persone affermano di sentirsi più lucide e con la mente più concentrata dopo l’esercizio fisico”, afferma J. Nicholas Betley dell’Università della Pennsylvania, autore corrispondente dello studio. “Per questo motivo, volevamo capire cosa accade nel cervello dopo l’attività fisica e come questi cambiamenti influenzino gli effetti dell’esercizio stesso.”

L’attività cerebrale continua anche dopo l’esercizio fisico.

Durante gli esperimenti, Betley e il suo team hanno osservato un aumento dell’attività cerebrale nei topi dopo la corsa su tapis roulant. I cambiamenti più significativi sono stati riscontrati nelle cellule nervose di una regione chiamata ipotalamo ventromediale (VMH), che contribuisce a regolare la gestione dell’energia, del peso corporeo e della glicemia da parte dell’organismo.

I ricercatori hanno monitorato l’attività di uno specifico gruppo di cellule nervose del VMH note come neuroni del fattore steroidogenico-1 (SF1). Questi neuroni si attivavano mentre i topi correvano e continuavano a scaricare impulsi per almeno un’ora dopo la fine dell’esercizio.

Dopo due settimane di sessioni quotidiane sul tapis roulant, i topi hanno mostrato un netto miglioramento della resistenza. Erano in grado di correre distanze maggiori e mantenere velocità più elevate prima di raggiungere l’esaurimento. Le scansioni cerebrali hanno inoltre rivelato che un maggior numero di neuroni SF1 si è attivato dopo l’allenamento e i loro livelli di attività erano molto più alti rispetto all’inizio dello studio.

Neuroni chiave collegati ai miglioramenti della resistenza

Gli scienziati hanno quindi testato cosa sarebbe successo se avessero bloccato la comunicazione tra i neuroni SF1 e il resto del cervello. I topi con l’attività neuronale bloccata si sono affaticati molto prima e non sono riusciti ad aumentare la resistenza durante il periodo di allenamento di due settimane.

I ricercatori sono rimasti particolarmente sorpresi nello scoprire che bloccare questi neuroni solo dopo l’esercizio era sufficiente a fermare i miglioramenti della resistenza, anche se i neuroni continuavano a funzionare normalmente durante l’allenamento stesso. Questa scoperta suggerisce che l’attività cerebrale dopo l’esercizio potrebbe svolgere un ruolo cruciale nell’aiutare il corpo ad adattarsi all’allenamento.

“Quando solleviamo pesi, pensiamo di sviluppare solo i muscoli”, afferma Betley. “In realtà, potremmo star sviluppando anche il nostro cervello quando ci alleniamo.”

Recupero dopo l’esercizio fisico e funzione cerebrale

Il processo biologico esatto alla base di questo effetto è ancora sconosciuto. Tuttavia, Betley ritiene che la continua attività dei neuroni SF1 dopo l’esercizio fisico possa aiutare il corpo a recuperare più efficacemente, migliorando l’utilizzo del glucosio immagazzinato. Ciò potrebbe consentire a muscoli, polmoni e cuore di adattarsi più rapidamente a un esercizio fisico di intensità crescente.

I ricercatori sperano che i risultati possano in futuro portare a nuovi metodi per aiutare gli anziani a rimanere attivi e ad assistere le persone in fase di recupero da ictus o infortuni. Il lavoro potrebbe inoltre essere utile agli atleti che desiderano migliorare le proprie prestazioni e favorire il recupero.

“Questo studio apre la strada alla comprensione di come possiamo ottenere di più dall’esercizio fisico”, afferma. “Se riusciamo ad accorciare i tempi e ad aiutare le persone a vedere i benefici prima, questo potrebbe incoraggiarle a continuare ad allenarsi.”

Questo lavoro è stato finanziato dall’Università della Pennsylvania, dai National Institutes of Health, dalla National Science Foundation, dalla National Research Foundation of Korea, dal Rhode Island Institutional Development Award, dalla Rhode Island Foundation e dal Providence College.

L’esercizio fisico ripetuto produce notevoli benefici fisiologici ed è il principale intervento sullo stile di vita per la salute umana. I benefici dell’allenamento fisico derivano dal rimodellamento dei sistemi muscolo-scheletrico, cardiovascolare, metabolico ed endocrino. Nei topi, abbiamo scoperto che l’attivazione del sistema nervoso centrale dopo l’esercizio è essenziale per le successive prestazioni di resistenza e i benefici metabolici. I neuroni del fattore steroideogenico 1 (SF1) dell’ipotalamo ventromediale vengono attivati ​​dopo l’esercizio e l’allenamento ripetuto determina un aumento dell’attivazione dei neuroni SF1 dopo l’esercizio. L’allenamento fisico aumenta l’eccitabilità intrinseca e la densità delle sinapsi eccitatorie sui neuroni SF1, suggerendo che la storia dell’esercizio sia codificata attraverso la plasticità ipotalamica. L’inibizione dell’output dei neuroni SF1 blocca i miglioramenti della resistenza e del metabolismo che derivano dall’allenamento fisico. Al contrario, la stimolazione dei neuroni SF1 dopo l’esercizio potenzia i miglioramenti della resistenza. Questi risultati dimostrano che l’attività dei neuroni SF1 ipotalamici indotta dall’esercizio è essenziale per il coordinamento dei miglioramenti fisiologici successivi all’allenamento fisico.