I ricercatori dell’University College Cork, guidati dalla professoressa Yvonne Nolan, hanno scoperto i processi metabolici specifici che spiegano come l’esercizio fisico aiuti a compensare gli effetti nocivi della “dieta della mensa” occidentale. La “dieta della mensa” è un modello nutrizionale utilizzato negli studi sugli animali. Offre un’ampia varietà di cibi gustosi, che in genere portano all’obesità.
Lo studio, pubblicato sulla rivista Brain Medicine, dimostra che la corsa volontaria può ridurre il comportamento di tipo depressivo innescato da una dieta ricca di grassi e zuccheri. Questi cambiamenti sembrano influenzare sia gli ormoni circolanti sia i metaboliti prodotti nell’intestino. Questa scoperta fornisce preziose indicazioni su come le abitudini di vita, come l’esercizio fisico, possano essere utilizzate per promuovere il benessere mentale in un’epoca in cui gli alimenti altamente trasformati sono ampiamente disponibili.
Nuovi meccanismi che collegano esercizio fisico e umore
A tal fine, il team ha studiato ratti maschi adulti alimentati con una dieta standard o con una dieta da mensa che alternava cibi ad alto contenuto di grassi e zuccheri per un periodo di sette settimane e mezzo. Metà degli animali di ciascun gruppo aveva accesso a una ruota per correre. Questa disposizione ha permesso ai ricercatori di distinguere tra le influenze separate e combinate della qualità della dieta e dell’attività fisica sul cervello e sul comportamento. I risultati hanno mostrato che la corsa volontaria aveva un effetto antidepressivo anche quando i topi avevano una dieta poco sana, suggerendo che un’attività fisica regolare potrebbe essere benefica per le persone con una dieta occidentale.
Utilizzando un approccio metabolomico completo, il professor Nolan e i suoi colleghi hanno esaminato il contenuto dell’appendice degli animali e hanno scoperto che la dieta della mensa alterava profondamente il metabolismo intestinale. Dei 175 metaboliti analizzati nei topi sedentari, 100 erano significativamente influenzati. L’esercizio fisico ha influenzato una percentuale minore di questi metaboliti, ripristinando parzialmente l’equilibrio. Tre metaboliti noti per il loro ruolo nella regolazione dell’umore – l’anserina, l’indolo-3-carbossilato e la desossinosina – sono stati ridotti dalla dieta della mensa, ma si sono ripresi con l’esercizio fisico. I test comportamentali per valutare l’apprendimento, la memoria e le reazioni emotive hanno fornito ulteriori informazioni sulla situazione. La dieta a base di caffè da sola non ha compromesso in modo significativo l’apprendimento spaziale o la memoria di riconoscimento, mentre l’esercizio fisico ha migliorato leggermente le capacità di navigazione. I ricercatori hanno anche scoperto che l’esercizio fisico aveva un leggero effetto ansiolitico, indipendentemente dal tipo di dieta.
Le vie ormonali nel rapporto tra dieta ed esercizio fisico
L’analisi dei campioni di sangue ha rivelato cambiamenti ormonali significativi che hanno rispecchiato i cambiamenti comportamentali. I ratti a bassa attività fisica alimentati con una dieta tipo caffetteria presentavano livelli significativamente più elevati di insulina e leptina, ma questi aumenti erano molto più bassi nei ratti che svolgevano attività fisica. Secondo la dottoressa Minke Nota, prima autrice dello studio, questo riequilibrio ormonale potrebbe spiegare come l’esercizio fisico protegga dagli effetti di una dieta scorretta sul comportamento.
Il team ha anche identificato interazioni complesse tra dieta ed esercizio fisico, coinvolgendo altri ormoni che regolano il metabolismo. Negli animali alimentati con una dieta standard, l’esercizio fisico ha aumentato i livelli di peptide 1 simile al glucagone (GLP-1), ma questa risposta è stata attenuata negli animali alimentati con una dieta di tipo cafeteria. Al contrario, l’esercizio fisico ha aumentato i livelli del peptide YY (PYY) solo nei ratti alimentati con la mensa, suggerendo che i meccanismi ormonali compensativi contribuiscono alla stabilizzazione del metabolismo quando la qualità della dieta è scarsa.
I livelli del fattore di crescita dei fibroblasti 21 (FGF-21) sono aumentati significativamente in risposta alla dieta a base di caffè, indipendentemente dall’attività fisica, mentre i livelli di glucagone sono diminuiti. Nel complesso, questi risultati rivelano una complessa rete ormonale attraverso la quale dieta ed esercizio fisico interagiscono per influenzare il metabolismo e la funzione cerebrale.
Implicazioni per la comprensione della relazione tra dieta e cervello
L’aspetto forse più interessante è che lo studio ha dimostrato che la dieta cafeteria ha impedito il tipico aumento indotto dall’esercizio fisico della neurogenesi adulta (formazione di nuovi neuroni) nell’ippocampo, misurata dalle cellule positive alla bicortina nel giro dentato. Negli animali alimentati con una dieta standard, l’esercizio fisico ha aumentato in modo significativo la neurogenesi nell’ippocampo, una regione cerebrale coinvolta nelle emozioni e nella memoria. Questa scoperta suggerisce che la qualità della dieta può alterare radicalmente la capacità del cervello di trarre beneficio dall’attività fisica a livello cellulare.
Il team di ricerca ha effettuato analisi di correlazione per identificare le associazioni tra metaboliti specifici e comportamenti. Diversi metaboliti dell’appendice, tra cui l’acido aminoadipico e l’acido 5-idrossiindolo-3-acetico, hanno mostrato una correlazione negativa con le prestazioni cognitive. Queste correlazioni erano indipendenti dalle condizioni sperimentali, suggerendo l’esistenza di legami fondamentali tra i profili metabolici intestinali e la funzione cerebrale.
Un editoriale del professor Julio Licinio e colleghi sottolinea la rilevanza clinica di questi risultati, osservando che “l’esercizio fisico ha un effetto antidepressivo in presenza di un’alimentazione scorretta, il che è una buona notizia per chi ha difficoltà a modificare la propria dieta”. L’editoriale sottolinea che questa ricerca fornisce un quadro biologico per capire perché l’esercizio fisico rimane benefico anche quando il miglioramento della dieta si rivela difficile.
Direzioni future e applicazione clinica
Lo studio solleva importanti interrogativi sulla sequenza ottimale degli interventi sullo stile di vita. I risultati suggeriscono che, mentre l’esercizio fisico può avere effetti positivi sull’umore indipendentemente dalla qualità della dieta, lo stato nutrizionale deve essere preso in considerazione se si vogliono ottenere benefici neuroplastici. Ciò ha implicazioni per la progettazione di interventi che massimizzino sia la fattibilità che l’impatto biologico.
Vi sono tuttavia alcune limitazioni che devono essere prese in considerazione. Lo studio è stato condotto esclusivamente su ratti maschi e le differenze di genere nelle risposte metaboliche e neurogeniche alla dieta e all’esercizio fisico sono ben documentate. Inoltre, il periodo di intervento di sette settimane potrebbe non riflettere gli adattamenti a lungo termine che possono verificarsi con l’esposizione cronica. Studi futuri che coinvolgano animali di sesso femminile, periodi di intervento più lunghi e modelli dose-risposta ci permetteranno di affinare la comprensione di queste complesse interazioni. La ricerca sta anche aprendo nuove strade per lo studio di metaboliti specifici come potenziali bersagli terapeutici. L’effetto protettivo dell’esercizio fisico sui livelli di anserina, indolo-3-carbossilato e desossinosina suggerisce che questi composti potrebbero servire come biomarcatori o addirittura come terapie per i disturbi dell’umore.
Le forti correlazioni tra specifici metaboliti intestinali e misure comportamentali confermano il crescente interesse per l’asse microbiota-intestino-cervello come bersaglio per interventi sulla salute mentale. Questa ricerca, sottoposta a peer-review, rappresenta un significativo progresso nella comprensione dei meccanismi biologici che collegano dieta, esercizio fisico e salute mentale e fornisce nuove conoscenze sulle interazioni dei fattori dello stile di vita a livello molecolare e cellulare che influenzano la funzione cerebrale. I risultati sfidano i paradigmi esistenti sul legame tra metabolismo e salute mentale, dimostrando che l’esercizio fisico può avere effetti antidepressivi anche in presenza di una dieta scorretta. Utilizzando approcci metabolomici innovativi in combinazione con valutazioni comportamentali e neurobiologiche complete, il team di ricerca ha generato dati che non solo forniscono informazioni fondamentali, ma evidenziano anche applicazioni pratiche per affrontare le sfide della salute mentale associate alle moderne abitudini alimentari.