(Malattie neurodegenerative, dieta ed esercizio-Immagine Credit Public Domain).
L’esercizio fisico è una delle strategie più efficaci per mantenere un corpo sano e una normale attività cerebrale. Inoltre, l’esercizio fisico e una dieta sana possono potenziare in modo specifico diversi aspetti della funzione mitocondriale. In questo contesto, gli effetti benefici della restrizione calorica e dell’esercizio nel rallentare il processo di invecchiamento, intervenire sulla progressione delle malattie neurodegenerative e nel migliorare la funzione mitocondriale, sono stati mostrati in modelli umani e roditori.
Significativamente, l’esercizio fisico non solo migliora l’attività mitocondriale negli organi periferici, ma blocca anche completamente l’atrofia cerebrale nei modelli murini di malattie neurodegenerative. Gli effetti benefici dell’attività fisica sono ora ampiamente accettati negli esseri umani come un modo non solo per migliorare la forma fisica, ma anche per curare i pazienti con malattie neurodegenerative, incluso l’Alzheimer. Ulteriori studi hanno riportato numerosi vantaggi dell’esercizio nei pazienti con AD, tra cui un migliore flusso sanguigno al cervello, un aumento dello spessore dell’ippocampo, una maggiore neurogenesi, prestazioni cognitive, sintomi neuropsichiatrici ridotti e proghressione del disturbo più lenta.
A livello mondiale, circa il 30% degli adulti non è sufficientemente attivo, il che rappresenta un rischio maggiore di anomalie indotte da ROS. È ben noto che uno stile di vita sedentario contribuisce all’aumento dei ROS e della neuroinfiammazione osservati nei disturbi neurodegenerativi. D’altra parte, l’esercizio fisico può mitigare l’infiammazione e lo stress ossidativo. Questa attenuazione potrebbe essere uno dei meccanismi responsabili del miglioramento di diversi aspetti clinici, ad esempio attenuando l’invecchiamento cellulare e aumentando la sensibilità all’insulina.
Inoltre, l’esercizio fisico ha prevenuto ROS e normalizzato i suoi vari componenti, comprese le sostanze reattive dell’acido tiobarbiturico (TBA-RS), la superossido dismutasi (SOD), la catalasi (CAT) e la glutatione perossidasi (GPx) nei ratti. La mancanza di esercizio porta a una riduzione complessiva dell’attività ETC mitocondriale negli individui sani. Allo stesso tempo, l’allenamento di resistenza può migliorare l’attività ETC e l’allenamento di resistenza può stimolare l’integrazione delle cellule satelliti nelle fibre muscolari esistenti.
Inoltre, l’esercizio può stimolare la proliferazione mitocondriale migliorando la segnalazione di PGC-1α e AMPK e provocare una riduzione dei livelli di infiammazione sistemica. Questo aumento di PGC-1α e AMPK promuove ulteriormente la biogenesi mitocondriale.
Un’ adeguata assunzione di vitamine e minerali e l’utilizzo di alimenti naturali ricchi di antiossidanti (frutta, verdura, ecc.) potrebbero rappresentare l’approccio ideale per mantenere lo stato antiossidante ottimale.
Gli alimenti ricchi di vitamina C possono alleviare i ROS. La vitamina C a vari dosaggi, somministrata da sola o in coniugazione con altri antiossidanti, in forma acuta o cronica, è l’antiossidante più comunemente utilizzato nella ricerca clinica e di laboratorio. La vitamina C attenua i ROS e mantiene la salute mitocondriale nelle celluleùe nei modelli animali. Allo stesso modo, il consumo di vitamina C riduce la placca Aβ, preserva la morfologia mitocondriale e migliora la patologia Alzheimer nei topi 5XFAD di AD.
Inoltre, l’effetto benefico della restrizione calorica sulla salute dei mitocondri è ben documentato. Ad esempio, una riduzione continua del 15-25% dell’apporto calorico negli adulti sani per 24 mesi ha comportato un miglioramento della qualità della vita e una significativa diminuzione dei livelli di ROS. I meccanismi di restrizione calorica comprendono l’attivazione dell’autofagia/mitofagia tramite l’inibizione AMPK-dipendente della segnalazione di mTOR e l’attivazione di Sirt1, che sono importanti modulatori della resistenza allo stress cellulare, all’invecchiamento e alla morte cellulare.
E’ stato dimostrato che la restrizione calorica aumenta la biogenesi e il turnover mitocondriali, portando a un minore accumulo di organelli disfunzionali, migliore dinamica mitocondriale, morfologia e diminuzione della permeabilità mitocondriale alla capacità di ritenzione di Ca 2+ , portando infine alla protezione contro l’eccitotossicità, un meccanismo importante coinvolti nella patogenesi dell’AD.
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Oltre alle restrizioni caloriche, la dieta chetogenica può rallentare lo sviluppo della disfunzione cognitiva nei pazienti con decadimento cognitivo lieve (MCI) e AD. L’effetto neuroprotettivo della dieta chetogenica nell’AD è attribuito alla capacità dei corpi chetonici di fornire una fonte di combustibile energetico più efficiente per i mitocondri in condizioni in cui l’assorbimento del glucosio è alterato. Inoltre, è stato dimostrato che i corpi chetonici migliorano la respirazione mitocondriale, riducono la produzione di ROS, migliorano il meccanismo di difesa antiossidante e inibiscono l’apertura di mPTP, proteggendo così in definitiva la funzione mitocondriale e neuronale.
Nel complesso, questi studi suggeriscono che l’esercizio fisico e la dieta hanno effetti benefici sulla salute mitocondriale, sull’omeostasi redox e sulla funzione neuronale, supportando l’adozione di uno stile di vita sano come strumento prezioso contro l’AD e altre malattie neurodegenerative.
Strategie per mitigare lo stress ossidativo e migliorare la biogenesi mitocondriale
Terapie antiossidanti, strategie farmacologiche innovative sono state progettate per potenziare la funzione mitocondriale e mitigare la produzione locale di ROS nei mitocondri in competizione per ridurre i livelli globali di ROS. Queste composti includono coenzima CoQ10, idebenone, creatina, MitoQ, MitoVitE, MitoTEMPOL, sulforafano, bezafibrato, latrepirdina, blu di metilene, triterpenoidi, una serie di peptidi Szeto-Schiller (SS) come SS-31, curcumina, Ginkgo biloba, omega- 3 acidi grassi polinsaturi e resveratrolo che attiva indirettamente PGC-1α e induce la biogenesi mitocondriale. Numerosi laboratori hanno ampiamente valutato questi composti mirati ai mitocondri utilizzando in vivo emodelli in vitro di AD. I vantaggi di questi composti includono il miglioramento della bioenergetica, la riduzione dei ROS, il mantenimento della dinamica mitocondriale.
Lo studio è stato realizzato da Afzal Misrani, ricercatore post-dottorato presso l’Università di Guangzhou Canton, Cina che ha collaborato con Sidra Tabassum e Li Yang, ricercatori post-dottorato presso la stessa Università.
Fonte: Frontiers in neuroscience
