La neuroscienza individua in modo univoco il modo in cui l'esercizio fisico combatte la depressione

I neuroscienziati dell'Università della California a Davis (UC Davis) hanno individuato come l'esercizio fisico migliora la forma fisica e riduce i sintomi depressivi. I ricercatori hanno scoperto che periodi di esercizio intensi aumentano i livelli di due comuni neurotrasmettitori – glutammato e acido gamma-aminobutirrico (GABA) – che sono responsabili della messaggistica chimica tra i neuroni all'interno del cervello umano.

GABA è il principale neurotrasmettitore inibitorio del nostro sistema nervoso centrale. Il suo ruolo principale è quello di ridurre l'eccitabilità dei neuroni in tutto il sistema nervoso. Nell'uomo, GABA è anche responsabile della regolazione del tono muscolare. Nelle neuroscienze, il glutammato è un importante neurotrasmettitore eccitatorio che svolge un ruolo principale nell'attivazione neurale. I ricercatori della UC Davis hanno scoperto che i livelli di GABA e glutammato sono aumentati nei partecipanti che si sono esercitati vigorosamente, ma non tra i non esperti.

Lo studio del febbraio 2016, "Modulazione acuta del glutammato corticale e contenuto GABA per attività fisica", è stato pubblicato sul Journal of Neuroscience . Questo studio avanza la nostra comprensione dei meccanismi cerebrali molecolari alla base dell'attività fisica. Accorda anche la nostra comprensione del perché l'esercizio aerobico ha una vasta gamma di benefici riguardanti la depressione, i disturbi neuropsichiatrici, la neuroriabilitazione, l'invecchiamento e le funzioni cognitive.

L'esercizio ottimizza la struttura cerebrale e la connettività funzionale

In The Athlete's Way: Sweat and the Biology of Bliss , discuto la capacità dell'esercizio di aumentare la produzione di GABA in modi che minimizzano lo stress e l'ansia. Nel capitolo tre, "The Brain Science of Sport", divido l'esplorazione del cervello in tre categorie fondamentali: architettonica (struttura fisica), chimica (molecole / neurotrasmettitori) e funzione elettrica (frequenze di sparo dei neuroni).

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Da un punto di vista elettrico, una varietà di studi sull'uomo ha dimostrato che l'attività fisica porta ad un aumento generalizzato dell'elettroencefalografia (EEG) del cervello in più regioni del cervello su varie frequenze. Strutturalmente, è noto che l'esercizio aerobico aumenta i volumi di cervello della materia grigia e ottimizza la connettività della materia bianca. A p. 103 di The Athlete's Way , in una sezione sui neurochimici, ho scritto,

"I neurochimici rilasciati durante l'esercizio sono così potenti che potresti considerarti uno psicofarmacologo, che si auto-medita attraverso l'esercizio. Esiste una forte correlazione tra la quantità di determinati neurotrasmettitori nel cervello e l'umore. L'esercizio è stato illustrato a tutti gli effetti per migliorare l'ambiente chimico del cervello nel lungo e nel breve periodo. Per le persone che non sono clinicamente depresse, studi recenti hanno dimostrato che l'esercizio fisico è uno degli stimoli di umore a lungo termine più affidabili sul pianeta.

La ricerca sui processi chimici e sugli effetti a lungo termine di un costante esercizio di salute mentale, apprendimento e memoria è ancora in corso. Lo studio di questi prodotti chimici antidepressivi aiuta a rivelare le proprietà chimiche della depressione e dell'umore. Il potere psicofarmacologico dell'esercizio non va sottovalutato, ma non è una panacea per tutte le malattie mentali. "

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Nell'ultimo studio di UC Davis, i ricercatori hanno condotto una serie di studi di spettroscopia di risonanza magnetica protonica in volontari umani prima e dopo aver esercitato vigorosamente tra l'80 e l'85 percento della frequenza cardiaca massima vendendo su una bicicletta stazionaria per misurare livelli di GABA e glutammato.

Esercizio vigoroso aumenta la produzione di GABA e glutammato

I neurotrasmettitori guidano le comunicazioni tra varie cellule cerebrali che regolano il nostro benessere psicologico ed emotivo. Questo esperimento ha misurato il glutammato e il GABA in due diverse parti del cervello immediatamente prima e dopo tre intense sessioni di allenamento che duravano da otto a venti minuti. Misure analoghe sono state fatte anche per un gruppo di controllo che non ha esercitato.

In particolare, sono stati riscontrati aumenti significativi di GABA e glutammato nella corteccia visiva, che elabora le informazioni visive. Questi risultati confermano l'espansione indotta dall'esercizio dei pool corticali di glutammato e GABA, e ampliamo la nostra comprensione degli stati cerebrali distintivi innescati dall'attività fisica e dall'idoneità cardiorespiratoria.

Lo studio ha anche identificato un aumento del glutammato dopo l'esercizio nella corteccia cingolata anteriore, che aiuta a regolare la frequenza cardiaca, oltre a svolgere altre funzioni legate alla cognizione e all'elaborazione emotiva. Anche se i benefici del cervello di un esercizio intenso si sono dissipati quando qualcuno ha smesso di allenarsi, ci sono state alcune prove di effetti più duraturi. Questi risultati confermano i consigli prescrittivi e le prove presentate in The Athlete's Way .

Le nuove conoscenze sul metabolismo e sull'attività fisica del cervello illuminano il motivo per cui l'esercizio aerobico aiuta milioni di persone in tutto il mondo a combattere la depressione. I ricercatori ritengono che questi risultati convalidano che un esercizio vigoroso può essere una terapia efficace per molte persone che soffrono di depressione. Sostengono che l'esercizio potrebbe essere particolarmente utile per i pazienti sotto i 25 anni, che sono spesso più sensibili agli effetti collaterali degli antidepressivi come gli inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina (SSRI).

In un comunicato stampa, l'autore principale Richard Maddock, professore della UC Davis nel Dipartimento di Psichiatria e Scienze comportamentali, ha dichiarato:

"Il disturbo depressivo maggiore è spesso caratterizzato da glutammato esaurito e GABA, che tornano alla normalità quando viene ripristinata la salute mentale. Il nostro studio mostra che l'esercizio attiva la via metabolica che riempie questi neurotrasmettitori. Da un punto di vista metabolico, l'esercizio fisico vigoroso è l'attività più impegnativa che il cervello incontri, molto più intensa del calcolo o degli scacchi, ma nessuno sa cosa succede con tutta quell'energia. Apparentemente, una delle cose che sta facendo è produrre più neurotrasmettitori. "

Le nuove scoperte di Maddock e dei suoi colleghi sono un passo importante verso la comprensione delle complessità del metabolismo cerebrale. Questa ricerca suggerisce anche l'impatto negativo che gli stili di vita sedentari potrebbero avere sulla funzione del cervello e sulla produzione di neurotrasmettitori.

Potrebbe esserci anche un collegamento tra "bonking" e livelli di glutammato durante l'atletica di resistenza. "Non è chiaro cosa induca la gente a" colpire il muro "o ad improvvisamente affaticarsi durante l'attività fisica", ha detto Maddock. "Spesso pensiamo a questo punto in termini di muscoli che si stanno esaurendo di ossigeno e molecole di energia. Ma parte di esso può essere che il cervello ha raggiunto il limite. C'era una correlazione tra i livelli di glutammato nel cervello e quanto le persone si esercitavano durante la settimana precedente. "

Come si calcola l'80% della frequenza cardiaca massima?

Tecnicamente, ottenere un calcolo accurato della frequenza cardiaca massima (MHR) al di fuori di un laboratorio di fisiologia dell'esercizio è difficile. Detto questo, è possibile utilizzare alcune semplici formule e stimolato sforzo percepito (RPE) per identificare un ballpark generale che corrisponde alle varie zone di frequenza cardiaca cardiovascolare.

In termini ampi, la formula più semplice per calcolare MHR è di 220 meno la tua età . È possibile indossare un cardiofrequenzimetro o utilizzare un orologio fitness per monitorare la frequenza cardiaca e effettuare calcoli matematici. È inoltre possibile utilizzare un talk test combinato con un semplice sistema di classificazione codificato a colori da giallo a rosso in base allo sforzo percepito.

La valutazione di 5 punti percepita per lo sforzo e la conversazione test di Bergland

1. MOLTO FACILE: puoi cantare una canzone (dal 40 al 50 percento della frequenza cardiaca massima, valutazione del colore giallo chiaro). Questo sarebbe correlato a un ritmo di camminata casuale.

2. FACILE: puoi portare avanti una conversazione (dal 50 al 60 percento. Questo è equivalente a un passo veloce.

3. MODERATO: puoi pronunciare frasi da quattro a sei parole (dal 60 all'80 percento.) Valutazione del colore arancione) Questo è un "livello tonico" dell'esercizio aerobico (come il jogging) che ti fa sudare senza essere estremamente gravoso .

4. DURO: potresti esprimere brevi pensieri di due o tre parole (dall'80 all'85 percento) valutazione del colore rosso-arancio) Questo è il livello mostrato di recente per aumentare la produzione di GABA e glutammato con un tempo cumulativo di 8-20 minuti.

5. MOLTO DIFFICILE: potresti grugnire e usare il linguaggio dei segni (dall'85 al 100 percento. Classificazione del colore rosso) Questo livello di sforzo è classicamente noto come "rivestimento rosso" ed è sostenibile per periodi di tempo molto brevi come durante uno sprint.

Per ulteriori consigli gratuiti su come mettere insieme un regime cardio ben bilanciato, clicca qui per leggere il capitolo "The Cardio Program" di The Athlete's Way .

Conclusione: l'interval training facilita le esplosioni di intenso esercizio

Come allenatore, consiglio sempre di mescolare i livelli di intensità aerobica. Per ottimizzare l'intero spettro dei benefici cerebrali, le ultime ricerche suggeriscono che brevi raffiche di intenso esercizio fisico possono innescare la produzione di GABA e glutammato. Quando decidi di aumentare l'intensità dell'esercizio, usa sempre il buon senso e consulta prima il tuo medico .

L'allenamento a intervalli con una frequenza compresa tra l'80 e l'85% della frequenza cardiaca massima seguita da un periodo di recupero è un modo sostenibile per esercitare vigorosamente aumentando la forma fisica cardiorespiratoria. Ad esempio, se normalmente si pedala su una cyclette al livello 8 per 30 minuti, è possibile interrompere l'allenamento in cinque blocchi da 6 minuti in cui si pedala al livello 10 per 3 minuti e recuperare al livello 6 per 3 minuti. Ripeti 5 volte.

Sulla base delle ultime scoperte, questo tipo di allenamento darà il via alla produzione di GABA e glutammato e migliorerà la tua forma fisica e mentale senza scioccare il tuo corpo. Inoltre, alla fine di un allenamento di 30 minuti, avresti trascorso 15 minuti in bicicletta ad un ritmo più intenso del solito. Questo aumenta il tuo VO2 e alla fine ti permetterà di allenarti più duramente con uno sforzo meno percepito.

In studi futuri, Maddock e il suo team stanno studiando se un'attività aerobica meno intensa, come camminare, offre benefici cerebrali simili a un esercizio vigoroso. Vorrebbero anche utilizzare il loro "metodo di esercizio fisico più immagini" ad alta tecnologia per identificare esattamente quali tipi di esercizio offrono i maggiori benefici nella lotta alla depressione.

"Stiamo offrendo un'altra opinione sul perché un'attività fisica regolare può essere importante per prevenire o curare la depressione", ha concluso Maddock. "Non tutte le persone depresse che esercitano miglioreranno, ma molte lo faranno. È possibile che possiamo aiutare a identificare i pazienti che potrebbero trarre maggior beneficio da una prescrizione di esercizio. "

Restate sintonizzati per le scoperte future in questo entusiasmante campo di ricerca. Per saperne di più su questo argomento, controlla i miei post precedenti del blog di Psychology Today ,

• "I neurochimici della felicità"
• "La combinazione di esercizio aerobico e meditazione riduce la depressione"
• "Perché l'attività fisica migliora la flessibilità cognitiva?"
• "Le onde cerebrali Alpha aumentano la creatività e riducono la depressione"
• "L'esercizio fisico può proteggere il cervello dalla depressione?"
• "Più prova che l'esercizio aerobico può rendere il cervello più grande"
• "L'attività fisica è il n. 1 modo per tenere il cervello giovane"

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