Cervello e allenamento: come l’esercizio fisico migliora memoria, apprendimento e benessere emotivo

Un aspetto che molto spesso viene sottolineato da chi pratica attività fisica, in particolare tra i principianti, è la sensazione di rilassamento, piacere e soddisfazione che si presenta dopo un allenamento e che può perdurare per diverse ore. Questo fenomeno è sicuramente il più tangibile e immediato per quanto riguarda i processi che avvengono al livello del sistema nervoso, tuttavia rappresenta solo uno tra gli innumerevoli benefici che un atleta, indipendentemente dal livello di preparazione o dalle caratteristiche fisiche, può ottenere. 

Quando ci muoviamo, il nostro cervello viene stimolato a produrre alcuni fattori che sono essenziali per la salute del sistema nervoso come il BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor). Questa proteina è fondamentale per ottimizzare la plasticità sinaptica, ossia rafforza le connessioni tra neuroni, migliorando la salute, lo sviluppo e la differenziazione degli stessi. Le conseguenze legate all’espressione del BDNF prevedono un potenziamento dei processi legati ad apprendimento, memoria e performance cognitive, sviluppando aspetti come la navigazione spaziale, la pianificazione e la presa di decisioni. Verrebbe quindi da chiedersi perché non aumentare i livelli di BDNF inoculando la proteina direttamente nel circolo ematico e ottenendo gli stessi benefici senza faticare.

Il fatto è che la barriera ematoencefalica, cioè la struttura deputata a selezionare quali sostanze possono raggiungere il sistema nervoso e quali no, è meno permeabile rispetto ai capillari endoteliali tipici di altri tessuti, pertanto solo una piccola parte di BDNF esogeno può arrivare al cervello. Anche nel caso in cui la proteina riuscisse ad attraversare la barriera ematoencefalica, difficilmente arriverebbe ad aree cerebrali come l’ippocampo, in cui esplica meglio le proprie funzioni.

Il vantaggio dell’esercizio fisico nel mediare questi processi sta proprio nel fatto che il BDNF viene prodotto direttamente nel cervello, senza dover essere trasportato nel sangue e attraversare la barriera ematoencefalica, effettuando un’azione più mirata ed efficace, motivo per cui l’attività fisica nei pazienti affetti da malattie neurodegenerative come Parkinson o Alzheimer è fortemente raccomandata.

Uno studio del 2007 ha confrontato le performance accademiche in 66 studenti a seguito di un periodo in cui erano stati sottoposti ad esercizio fisico a diverse intensità e frequenze settimanali. I risultati evidenziano un miglioramento delle funzioni cognitive all’aumentare delle sessioni di allenamento e soprattutto dell’intensità di esercizio dimostrando che non è importante solo quanto ci si allena, ma anche in che modo.

Altri test sfruttando la risonanza magnetica funzionale, hanno mostrato come gli adolescenti fisicamente più attivi presentassero un’attività neuronale ridotta a livello ippocampale rispetto ai coetanei sedentari, ciò significa che la richiesta energetica a livello cerebrale è inferiore nei soggetti più in forma quando sono impegnati in compiti di apprendimento.

Un’altra importante proteina correlata all’esercizio fisico che migliora gli aspetti cognitivi è la VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor).
Il suo rilascio è favorito dal lavoro muscolare e va a svolgere la propria funzione in innumerevoli tessuti, aumentando la capillarizzazione e la neoangiogenesi, ossia la formazione di nuovi vasi sanguigni. La proteina agisce anche a livello cerebrale preservando l’integrità di arterie, vene, capillari e barriera ematoencefalica. 

BDNF e VEGF sono affiancati da un neurotrasmettitore, la serotonina, che svolge un ruolo essenziale nei processi di apprendimento e memoria in relazione allo stato emotivo. Durante l’esercizio fisico prolungato, la serotonina regola la percezione della fatica, per questo motivo alcuni farmaci specifici in grado di modularne i livelli potrebbero posticipare il punto oltre il quale lo sforzo non è più sostenibile dall’individuo. Neurotrasmettitori come serotonina e dopamina intervengono anche sulla sfera emotiva, inducendo quelle sensazioni di appagamento, calma e benessere tipiche del post-allenamento, rendendo l’attività fisica un potente alleato nel trattare patologie come i disturbi d’ansia, la depressione o lo stress. 

Gabriel Carli

Bibliografia:

– Ardoy DN, Fernandez-Rodriguez D, Jimenez-Pavon D, et al. A physical education trial improves adolescent’s cognitive performance and academic achievement: the EDUFIT study. J Med Sci Sports. 2014;24:e52–61.
– Robert W. Baloh, Exercise and the Brain: Why Physical Exercise is Essential to Peak Cognitive Health, 2022, Springer Editor, Gewerbestrasse 11, 6330 Cham, Switzerland.
– Roger Makepeace, Michael Craig, Higher intensity exercise after encoding is more conducive to episodic memory retention than lower intensity exercise: A field study in endurance runners, PLoS One. 2024 Sep 13;19(9):e0308373. doi:10.1371/journal.pone.0308373.

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