Efectul exercițiului fizic asupra deficiențelor cognitive în bolile neurodegenerative: de la fiziopatologie la aspectele clinice și de reabilitare Partea 3

2.4. Influența exercițiului fizic asupra activității hormonale

În ultimii ani, s-a demonstrat, de asemenea, că PE încetinește dezvoltarea bolilor neurodegenerative din punct de vedere hormonal.

În societatea modernă, tot mai mulți oameni acordă atenție importanței sănătății. Printre acestea, sănătatea fizică și sănătatea mentală sunt la fel de importante. Și PE (exercițiul fizic) este o modalitate foarte eficientă de a menține și îmbunătăți sănătatea fizică. În ceea ce privește memoria, PE are și un impact bun.

După cercetări, PE poate îmbunătăți funcția cardiopulmonară și rata metabolică a oamenilor, imunitatea, rezistența oaselor etc. Acestea sunt foarte benefice pentru sănătatea corpului uman. Și aceste beneficii pot avea un impact pozitiv asupra organismului unei persoane în trei până la cinci ani sau chiar toată viața.

PE poate îmbunătăți, de asemenea, starea mentală a oamenilor, ceea ce este benefic pentru îmbunătățirea memoriei oamenilor. De exemplu, exercițiile fizice pot reduce stresul și tensiunea oamenilor și îi pot face pe oameni mai relaxați; exercițiile fizice pot promova circulația sângelui în creier, îmbunătățind astfel abilitățile de gândire și memorie ale oamenilor. Îmbunătățirea memoriei poate spori și mai mult încrederea în sine și entuziasmul oamenilor.

În plus, PE poate îmbunătăți și abilitățile sociale ale oamenilor, ajutând astfel oamenii să comunice mai bine cu ceilalți. Acest lucru conduce la îmbunătățirea abilităților sociale și a atitudinilor pozitive ale oamenilor și promovarea comunicării și sprijinului reciproc între oameni.

Pe scurt, PE este o modalitate foarte importantă de a menține sănătatea. În ceea ce privește memoria, PE poate avea și un impact bun. Prin urmare, ar trebui să acordăm o mare atenție exercițiilor fizice pentru a ne îmbunătăți continuu sănătatea fizică și mentală. Se poate observa că trebuie să îmbunătățim memoria, iar Cistanche deserticola poate îmbunătăți semnificativ memoria, deoarece Cistanche deserticola poate regla și echilibrul neurotransmițătorilor, cum ar fi creșterea nivelului de acetilcolină și a factorilor de creștere. Aceste substanțe sunt foarte importante pentru memorie și învățare. În plus, Cistanche deserticola poate, de asemenea, să îmbunătățească fluxul sanguin și să promoveze livrarea de oxigen, ceea ce poate asigura că creierul primește suficiente nutrienți și energie, îmbunătățind astfel vitalitatea și rezistența creierului.

Faceți clic pe cunoașteți suplimentele pentru a crește memoria

Una dintre funcțiile principale ale hipocampului constă în inhibarea și controlul adaptiv al axei hipotalamo-hipofizo-suprarenale (HPA) ca răspuns la stres [48]. Fiziologic, hipocampul conține mulți receptori steroizi, împărțiți în receptori mineralocorticoizi (MR) și glucocorticoizi (GR) [49].

S-a demonstrat că o reducere fiziologică a numărului de receptori steroizi în diferite zone ale hipocampului are loc odată cu vârsta [50] și că HPA tinde să se elibereze de controlul inhibitor exercitat de centrii superiori.

Holsboer şi colab. a dezvoltat un test de înaltă sensibilitate bazat pe combinația de stimulare cu hormoni de suprimare a dexametazonei/eliberare de corticotropină (DEX/CRHtest) pentru a studia funcția sistemului HPA.

Rezultatele testului au arătat că concentrația bazală de cortizol a fost semnificativ mai mare la pacienții cu AD decât la subiecții sănătoși și că concentrația minimă de medicament la care pacientul reacționează la cortizol a fost semnificativ mai mare la subiecții sănătoși decât la grupul de pacienți cu AD. În plus, pacienții cu AD au eliberat semnificativ mai puțin hormon adrenocorticotrop (ACTH) și cortizol după stimularea ulterioară a CRH decât grupul de control.

Aceste rezultate confirmă că reglarea sistemului HPA este afectată în AD. Deteriorarea axei HPA și creșterea corespunzătoare a bazalcortizolului pot fi atribuite înaintării în vârstă și procesului de distrugere a hipocampului, care este tipic bolilor neurodegenerative [51].Lanfranco et al. a demonstrat că PE reprezintă, de asemenea, un puternic stimul fiziologic pe axa HPA [52].

Pentru a înțelege activarea creierului ca răspuns la PE, a fost efectuată o analiză cuprinzătoare pe șobolani după 90 de minute de alergare pe bandă rulantă [53]. Rezultatele au demonstrat hipersecreția de CRH, hormonul arginină-vasopresină și ACTH, care conduc la o creștere a secreției bazale de cortizol suprarenal. Doi factori majori modulează răspunsul axei HPA la exercițiul de rezistență: intensitatea și durata [54].

Intensitatea minimă de exercițiu necesară pentru a produce un răspuns de cortizol de pe axa HPA este de 60% din consumul maxim de oxigen (VO2max); pentru exerciții de peste 60% VO2max, concentrațiile plasmacortizolului cresc liniar cu intensitatea exercițiului [55]. Sub acest prag de intensitate (<60% VO2max), ACTH and cortisol concentrations may increase only if 90 minutes of exercise with at least 40% VO2max is maintained [56]. 

Când se efectuează PE, apare un răspuns ridicat al hormonilor, cum ar fi ACTH și cortizol, pentru a atenua cererea metabolică enormă esențială pentru organism pentru a finaliza exercițiul în sine [57].

Într-adevăr, cortizolul remodelează fibrele musculare prin inhibarea sintezei de noi proteine ​​și stimulând degradarea proteinelor prin calea ubiquitinei; în plus, cortizolul afectează funcția neuromusculară prin diferite mecanisme rapide și pe termen scurt, cum ar fi reglarea canalelor Ca2+ [58].

Mai mult, Klaperski et al. a arătat că PE continuă și intensă a dus la reducerea reactivitatii la stres și la îmbunătățirea recuperării de la stresul neuropsihic în comparație cu subiecții inactivi fizic [59]. În cele din urmă, adaptarea la efort a indus o scădere a sensibilității țesutului periferic la GC care se presupune că protejează organismul de consecințele metabolice și imune severe ale nivelului crescut de cortizol [60].

În concluzie, poate determina modificări transcripționale și translaționale la nivel celular și, de asemenea, induce un stimul biologic tisular la nivelul CSN și reglează axele hormonale care implică creierul. Prin urmare, produce o cascadă de efecte biologice și metabolice pozitive, atât din punct de vedere al neuroplasticității, cât și din punct de vedere al neuroprotecției; din aceste motive, poate fi considerat un adevărat medicament, lipsit de orice efecte secundare pentru CSN.

3. Efecte clinice și de recuperare legate de exercițiul fizic în bolile neurodegenerative

În acest moment, devine esențial să înțelegem cum efectele neurobiologice ale PE se traduc la nivel clinic. Traducerea perspectivei de la celulă la corp și funcția acesteia, de la particular la general, este premisa indispensabilă pentru evaluarea eficacității PE ca oportunitate de tratament și reabilitare în managementul celor mai importante boli neurodegenerative care provoacă tulburări cognitive (Figura 1). ).

3.1. Rolul exercițiului fizic în boala Alzheimer (AD)

AD este cu siguranță cea mai răspândită și invalidantă boală neurodegenerativă. AD este o boală neurodegenerativă caracterizată prin modificări neuronale și sinaptice în cortexul cerebral și în unele regiuni subcorticale, care determină deteriorarea funcțiilor cognitive și psihocomportamentale [61]. Datele epidemiologice disponibile în ultimii 10 ani au arătat că PE poate încetini progresia bolilor neurodegenerative [62].

AerobicPE crește debitul cardiac și, în consecință, fluxul sanguin cerebral. Acest mecanism implică, de asemenea, o creștere a angiogenezei, neurogenezei, sinaptogenezei și sintezei neurotransmițătorilor, care la rândul lor îmbunătățesc memoria și funcțiile cognitive [63].

De-a lungul anilor, corelația dintre PE aerobă și îmbunătățirea funcției cognitive a subiecților cu AD a câștigat din ce în ce mai multe dovezi [64,65]. Efectele activității fizice moderate asupra funcțiilor superioare ale creierului au fost evidențiate pentru prima dată prin observarea modului în care mersul simplu, dacă este efectuat în mod regulat, îi determină pe pacienții cu AD să își îmbunătățească abilitățile cognitive, rezultat care este cuantificabil prin utilizarea Mini-Mental State Examination (MMSE) [66].

În plus, conform unui studiu cu eșantion foarte mare realizat de Norton și colab. [67], un procent egal cu 12,7% din cazurile de AD la nivel mondial și 20,3% din cazurile de AD din Europa în 2010 au fost atribuite inactivității fizice.

În plus, concluziile unui studiu anterior publicat de Larson et al. au fost în concordanță cu aceste date: a fost efectuată o analiză pe un eșantion de 1740 de persoane cu vârsta peste 65 de ani; toți au fost supuși unei ședințe regulate de PE desfășurată timp de 2 ani (15 min/sesiune de mers pe jos, ciclism, înot, aerobic, gimnastică ritmică, aerobic acvatic, antrenament de forță, stretching sau alte activități).

Pentru cei care au făcut mișcare de trei sau mai multe ori pe săptămână, incidența demenței a fost de 13.0 la 1000 de persoane-ani; pe de altă parte, pentru cei care au făcut mișcare mai puțin de trei ori pe săptămână, aceeași incidență a crescut la 19,7 la 1000 de persoane-ani. După cum sa raportat mai sus, PE îmbunătățește rezerva vasculară cerebrală și plasticitatea neuronală; într-un studiu publicat de Larson și colab., s-a demonstrat că patruzeci de minute de PE (ergociclu, bandă de alergare și urcarea scărilor) de patru ori pe săptămână timp de 12 săptămâni ar putea crește fluxul de sânge cerebral în girusul dentat al hipocampului, ceea ce poate îmbunătăți neurogeneza. 68] și, prin urmare, poate menține intacte funcțiile cognitive mai mult timp. Toate aceste dovezi confirmă importanța PE ca instrument de prevenire primară.

În plus, PE nu funcționează doar ca mecanism de prevenire a bolilor neurodegenerative, dar contribuția sa chiar și la pacienții cu AD moderată și avansată este acum cunoscută. Într-adevăr, în 2007 Rolland et al. a demonstrat unele dintre efectele pozitive ale pacienților PEin cu AD moderată. Doi ani de activitate regulată la acești pacienți au determinat îmbunătățiri ale rezistenței timpului de mers pe jos, reducerea depresiei, minimizarea incontinenței, creșterea activităților vieții zilnice (ADL) și, mai general, îmbunătățiri ale tuturor simptomelor tipice acestei boli [69].

Și mai surprinzătoare sunt rezultatele unui studiu realizat de Venturelli și colab. pe un grup de pacienți cu vârsta peste 65 de ani cu diagnostic de AD avansată care au fost supuși, cu ajutorul îngrijitorilor lor, unui program de 24-săptămână de mers pe jos timp de cel puțin 30 de minute pe zi. Prin scalele de evaluare precum Barthelindex, MMSE, indicele Performance Oriented Mobility Assessment (POMA) și saturația constantă în oxigen în timpul mersului (SpO2 > 85%), s-a observat că exercițiul poate încetini, chiar dacă pentru perioade scurte, progresia afectarea cognitivă și poate îmbunătăți performanța ADL [70].

Deci, PE ar putea fi acum considerată o oportunitate de reabilitare, deoarece îmbunătățește abilitățile pacienților cu AD. Având în vedere absența unor medicamente specifice pentru a contrasta AD, pare a fi foarte important să se stabilească efectele doză-răspuns ale activității fizice asupra cogniției acestor pacienți. și, în consecință, pentru a găsi combinațiile de frecvență, intensitate, timp și tip de PE cele mai utile pentru a optimiza rezultatele acestei intervenții terapeutice.

Deși această intenție este dificil de urmărit, o meta-analiză recentă [71] a arătat că, folosind MMSE ca scară de evaluare, intensitatea moderată a exercițiilor aerobice pare a fi cea mai eficientă intervenție, dacă este efectuată cel puțin o oră pe săptămână și pe o durată de timp. variază de la 12 la 24 de săptămâni.

Mai mult, cea mai bună îmbunătățire cognitivă pare să se obțină cu intensitate și frecvență moderată a activității fizice: intervențiile efectuate timp de până la 2 ore au avut rezultate mai mari decât cele efectuate mai mult de 2 ore pe săptămână; în mod similar, intervențiile efectuate de mai puțin de trei ori pe săptămână au arătat un efect mai mare asupra îmbunătățirii cunoașterii pacienților cu AD, comparativ cu cele efectuate de mai mult de trei ori pe săptămână. Cu toate acestea, pragul rămâne de stabilit, deoarece sunt necesare eșantioane mai mari și o urmărire mai lungă [72].

3.2. Rolul exercițiului fizic în boala Parkinson (PD)

Continuând examinarea principalelor boli neurodegenerative care cauzează tulburări cognitive, este cu siguranță necesar să se acorde atenție și bolii Parkinson. PD este o boală neurodegenerativă progresivă și este a doua ca frecventă după AD, caracterizată prin tremor, rigiditate, bradikinezie și instabilitate posturală. Diagnosticul său este clinic chiar dacă este necesară o evaluare histopatologică pentru identificarea -sinucleinei conținute în corpi Lewy sau nevrite Lewy [73]. Etiologia PD nu a fost încă clarificată, dar pare să aibă o legătură atât cu factorii genetici, cât și cu cei de mediu.

Principala schimbare morfologică distinctivă în creierul PD este observată în secțiunile transversale ale trunchiului cerebral, în cazul în care aproape toate cazurile sunt prezente cu pierderea zonei pigmentate întunecate în substanța nigra parscompacta (SNpc) și locus coeruleus. Din punct de vedere clinic, alături de deficitele motorii patognomonice menționate mai sus, persoanele cu PD pot prezenta diferite stări cognitive, de la cogniție normală, până la declin precoce, ușor subiectiv și obiectiv, până la demență PD ușoară, moderată și chiar severă [74]. Demența severă are o prevalență de 25-30% la pacienții cu PD și afectează multe funcții cognitive, în special domeniile executiv, atențional și vizuo-spațial, dar și memoria [75].

În acest context, PE pare să fie, de asemenea, un instrument primar de prevenire a BP. Într-un studiu bazat pe un eșantion de peste 200 de participanți000, persoanele care au practicat niveluri ridicate de activitate fizică de la vârste cuprinse între 15 și 39 de ani au fost mai puțin expuse să fie diagnosticați cu PD în timpul vieții [76]. Într-un alt studiu epidemiologic, Thacker et al. a analizat o cohortă de aproximativ 143,000 indivizi și a constatat că persoanele care au practicat o activitate fizică moderată până la viguroasă, cum ar fi mersul pe bicicletă, aerobic sau tenis, au avut cel mai scăzut risc de BP pe parcursul a zece ani de urmărire [77].

Mai precis, PE pare să reducă riscul de a dezvolta tulburări cognitive și PD, cu un nivel puternic de dovezi că este un factor de protecție pentru acesta din urmă [78]. O revizuire cuprinzătoare și recentă asupra beneficiilor antrenamentului fizic pentru pacienții cu PD a evidențiat efectele diferitelor tipuri de exerciții asupra disfuncțiilor motorii și cognitive: antrenamentul aerobic, în special ciclismul, îmbunătățește mersul și funcția cognitivă în mod independent, dar îmbunătățește și capacitatea de învățare motrică, care se traduce printr-o îmbunătățire a funcțiilor motorii aplicate mersului [79].

Activitățile fizice și mai complexe, cum ar fi dansul, s-au dovedit eficiente nu numai în îmbunătățirea funcțiilor motorii, ci și în implementarea funcțiilor executive, evaluabile cu bateria de evaluare frontală la pat și sarcinile de rotație mentală [80,81]. În plus, Tai Chi, care este compus din mișcări asemănătoare dansului care sunt legate între ele într-o secvență complexă, oferă beneficii pentru bunăstarea psihologică și funcția cognitivă [82].

În mod similar, yoga, care este o practică sportivă care include posturi și exerciții de respirație și meditație, îmbunătățește echilibrul și sănătatea mentală și emoțională [83]. Mai mult, PE este în mod tradițional un pilon al tratamentelor de reabilitare atunci când preia contururile exercițiului terapeutic. Exercițiul terapeutic, organizat în serie cu exerciții metodice în cadrul programelor care vizează obiective specifice de reabilitare, poate stimula neuroplasticitatea la nivelul lobului frontal, contracarând afectarea cognitivă [84].

În special, exercițiile care încorporează învățarea abilităților motorii bazate pe obiective îmbunătățesc performanța abilităților motorii în PD prin implicare cognitivă. Beneficiile cognitive ale exercițiului terapeutic se traduc prin îmbunătățiri generale ale autonomiei la pacienții cu PD. Funcționalitatea generală, măsurată cu scale precum ADL [85] și indicele Barthel [86], se îmbunătățește semnificativ; aceasta atestă capacitatea efectivă a exercițiului de a reabilita acești pacienți, adică de a le reda abilitățile lor în desfășurarea activităților fundamentale ale vieții lor de zi cu zi.

Reducerea dizabilităților cognitive rezultate din PD duce la o îmbunătățire a calității vieții [87]. O nouă frontieră a neuroreabilitarii merită o mențiune specială: realitatea virtuală. Realitatea virtuală intenționează să insereze exercițiul tradițional în medii virtuale în care este posibil să se exercite și să monitorizeze funcțiile motorii și cognitive într-un mod mai ușor și mai precis [88].

La pacienții cu PD, acest tip de stimulare senzorineurală îmbunătățește funcțiile motorii în ceea ce privește echilibrul și mersul, dar mai ales crește funcțiile executive [89]. În special, realitatea virtuală face antrenamentul mai complet, deoarece îi determină pe pacienți să exercite simultan mai multe procese cognitive, legând ele în secvențe menite să atingă obiective specifice, inclusiv cele legate de mișcare.

Mai precis, activarea atenției, dobândirea și procesarea informațiilor, planificarea mișcărilor și integrarea senzorială sunt inserate contextual în contexte virtuale care necesită aplicarea lor în activitățile zilnice ale pacienților, pentru a crește autonomia personală [90]. În plus, PE poate limita și partea laterală efecte precum uzura și diskinezia induse de terapiile anti-PD, îmbunătățirea și prelungirea eficacității terapiilor [91]. Mai mult decât atât, activitatea fizică reduce riscul altor boli geriatrice precum diabetul, hipertensiunea arterială și bolile cardiovasculare, care pot contribui și ele. la patogeneza PD [92]. În rezumat, PE este acum considerată a fi o strategie complementară medicamentelor PD.

4. Concluzii

PE este un instrument de sănătate uimitor pentru creierul uman, reprezentând o oportunitate de tratament și reabilitare la pacienții care suferă de tulburări cognitive cauzate de boli neurodegenerative. După cum este descris în acest articol, există deja dovezi ale modului în care PE acționează pozitiv la nivel neuroendocrin și biochimic și care implicații clinice benefice care decurg din aceasta.

Cu toate acestea, se dorește ca noi studii să investigheze mecanismele funcționale ale exercițiului fizic la nivelul creierului, dezvăluind aspectele fascinante care rămân necunoscute, dar ne-ar putea permite să implementăm potențialul terapeutic al acestuia.

Contribuții autor: Conceptualizare, GF, LC și MM; metodologie, PL, GF, MR și L.C.; software, GP; analiza formală, PL și GP; ancheta, GF, MVR; resurse, MVR, AC,GM; colectarea datelor, GF, GP, MR; redactarea proiectului original de pregătire, GF, GP, MVR, AC, GM și MM Toți autorii au citit și au fost de acord cu versiunea publicată a manuscrisului.

Finanțare: Această cercetare nu a primit finanțare externă.

Declarația Comisiei de revizuire instituțională: Nu se aplică.

Declarație de consimțământ informat: Nu se aplică.

Declarație privind disponibilitatea datelor: Seturile de date utilizate și/sau analizate în timpul studiului curent vor fi disponibile la cererea rezonabilă a autorului corespunzător, LC

Mulțumiri: Dorim să mulțumim Alessandrei Zonno pentru asistența tehnică.

Conflicte de interese: Autorii nu declară niciun conflict de interese.

Referințe

1. Heemels, MT Boli neurodegenerative. Natura 2016, 539, 179. [CrossRef] [PubMed]

2. Radi, E.; Formichi, P.; Battisti, C.; Federico, A. Apoptoza și stresul oxidativ în bolile neurodegenerative. J. Alzheimers Dis.2014, 42 (Suppl. 3), S125–S152. [CrossRef]

3. Ferri, CP; Prince, M.; Brayne, C.; Brodaty, H.; Fratiglioni, L.; Ganguli, M.; Hall, K.; Hasegawa, K.; Hendrie, H.; Huang, Y.; et al.Prevalența globală a demenței: un studiu de consens Delphi. Lancet 2005, 366, 2112–2117. [CrossRef]

4. Jong-wook, L. Îmbunătățirea sănătății globale și OMS: Modelarea viitorului. Lancet 2003, 362, 2083–2088. [CrossRef]

5. Dembitsky, VM; Dzhemileva, L.; Gloriozova, T.; D'yakonov, V. Medicamente naturale și sintetice utilizate pentru tratamentul demenței. Biochim. Biophys. Res. comun. 2020, 524, 772–783. [CrossRef]

6. Reddy, PH Stilul de viață și factorii de risc ai demenței în zona rurală de vest a Texasului. J. Alzheimer Dis. 2019, 72, S1–S10. [CrossRef] [PubMed]

7. Marques-Aleixo, I.; Beleza, J.; Sampaio, A.; Stevanovi´c, J.; Coxito, P.; Gonçalves, I.; Ascensão, A.; Magalhães, J. Potenţialul preventiv şi terapeutic al exerciţiului fizic în bolile neurodegenerative. Antioxid. Semnal redox. 2021, 34, 674–693. [CrossRef][PubMed]

8. Raichlen, DA; Gordon, AD Relația dintre capacitatea de exercițiu și dimensiunea creierului la mamifere. PLoS ONE 2011, 6, e20601.[CrossRef] [PubMed]

9. Cassilhas, RC; Tufik, S.; de Mello, MT Exerciții fizice, neuroplasticitate, învățare spațială și memorie. Celulă. Mol. Life Sci. 2016,73, 975–983. [CrossRef] [PubMed]

10. Kirk-Sanchez, NJ; McGough, EL Exercițiul fizic și performanța cognitivă la vârstnici: perspective actuale. Clin. Interv.Aging 2014, 9, 51–62. [CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com