Esercizio aerobico e funzione cerebrovascolare

Per affrontare le crescenti sfide sanitarie di una popolazione di veterani che invecchia è fondamentale comprendere tecniche di riabilitazione efficaci che mitighino la comorbilità legata all'età e migliorino la qualità della vita. Ad oggi, l'esercizio fisico è uno dei pochi interventi comprovati che attenua il declino legato all'età della salute e della funzione del cervello. Una scoperta coerente ma inspiegabile in molti di questi studi è un cambiamento nel modello di attivazione corticale durante l'attività, valutato utilizzando il segnale dipendente dal livello di ossigeno nel sangue (BOLD) con fMRI che corrisponde a prestazioni migliorate dell'attività. Due metriche chiave della salute e del funzionamento cerebrovascolare che sono poco esplorate ma che possono influenzare i cambiamenti documentati nella risposta BOLD che si osserva con l'attività post-aerobica sono: 1) cambiamenti nel flusso sanguigno cerebrale basale o a riposo (perfusione) nelle regioni chiave del cervello; e 2) cambiamenti nella capacità della cerebrovascolatura di dilatarsi a fronte di una maggiore domanda, chiamata reattività cerebrovascolare (CVR). L'obiettivo dei ricercatori è quantificare l'impatto dell'esercizio aerobico sulla funzione cerebrovascolare e in che modo sia la perfusione che la CVR contribuiscono al segnale BOLD durante la fMRI basata sulle attività. Coerentemente con i precedenti studi sull'invecchiamento e sull'esercizio fisico dei ricercatori, i partecipanti completeranno una delle due condizioni; 1) un intervento aerobico, interval training (Spin; n= 44), o 2) una condizione di controllo dello stretching non aerobico (Control; n=44). L'idoneità cardiovascolare, l'etichettatura dello spin arterioso per la perfusione cerebrale basale, la CVR, la fMRI basata sulle attività (cognitivo-esecutiva e motoria) e gli esiti comportamentali saranno valutati prima e dopo gli interventi. Gli obiettivi specifici determineranno l'effetto di un intervento di esercizio aerobico di 12 settimane sui cambiamenti nella perfusione cerebrale e nella CVR nei veterani più anziani. I ricercatori ipotizzano che rispetto al gruppo di controllo, il gruppo allenato aerobicamente avrà una maggiore perfusione basale e CVR in aree che mostrano un declino correlato all'età e che si sono dimostrate malleabili all'esercizio aerobico (corteccia frontale e motoria inferiore).

La ricerca degli ultimi decenni ha guidato la continua promozione dell'esercizio come uno degli interventi di maggior impatto sulla salute e sulla funzione del sistema nervoso centrale. In prima linea in gran parte di questa ricerca c'è l'uso della fMRI BOLD basata sulle attività per quantificare i cambiamenti benefici nella funzione corticale dopo l'esercizio aerobico. Sebbene trasformativo, il vero impatto di questa ricerca è di portata limitata fino a quando i ricercatori non saranno in grado di definire l'influenza della funzione cerebrovascolare sul cambiamento benefico ben documentato nella risposta BOLD. I ricercatori sanno che gli anziani che sono fisicamente attivi hanno migliorato la salute vascolare ma non conoscono il pieno impatto di un intervento di esercizio sulla salute cerebrovascolare. Se le ipotesi di miglioramento della perfusione e della CVR fossero supportate, ciò informerebbe le attuali strategie di intervento e aggiungerebbe importanti informazioni aggiuntive sul potenziale dell'esercizio per migliorare la salute del cervello nell'invecchiamento. Ciò avrebbe implicazioni per l'invecchiamento dei veterani a rischio di malattie neurodegenerative causate da disfunzione cerebrovascolare.