Bagni di ghiaccio e salute cerebrale: una nuova frontiera nella neuroprotezione?

Quello che stai per leggere è incredibile. L'esposizione al freddo ha dimostrato di avere effetti protettivi contro lesioni cerebrali traumatiche e malattie neurodegenerative come l'Alzheimer e il Parkinson. Nulla ci entusiasma di più di questo campo emergente della ricerca e del suo potenziale impatto.

La maggior parte di noi ha avuto momenti in cui sente che il proprio cervello non funziona come dovrebbe – nebbia mentale, stress e sonno scarso sono colpevoli comuni. Ma c'è anche una preoccupazione globale per la demenza e le malattie neurodegenerative, poiché i tassi continuano a salire. Attualmente non esistono cure o pratiche chiare per la prevenzione, ma la ricerca sull'esposizione al freddo ha evidenziato una proteina chiave che potrebbe essere mirata per prevenire e rallentare la progressione delle malattie, e approcci che potrebbero essere applicati più in generale per sostenere una migliore funzione cerebrale.

Terapia con acqua fredda, neurogenesi e RBM3

La neurogenesi è il processo mediante il quale le cellule del sistema nervoso, note come neuroni, vengono prodotte dalle cellule staminali neurali. Fino a poco tempo fa, molti scienziati credevano che il sistema nervoso centrale adulto, incluso il cervello, fosse incapace di rigenerarsi. Ma negli anni '90 sono state scoperte cellule staminali in alcune parti del cervello adulto e ora la neurogenesi adulta è accettata come un processo normale che avviene nel cervello sano.

Quando sei esposto al freddo, il corpo rilascia proteine da shock termico note come RNA binding motif 3 (RBM3), che sono direttamente collegate alla rigenerazione delle sinapsi nel cervello umano. Le sinapsi sono spazi tra i neuroni attraverso i quali i nostri neuroni comunicano, e sono responsabili della normale funzione cerebrale e di come formiamo i ricordi. Questo significa effettivamente che la terapia con acqua fredda potrebbe giocare un ruolo nel diminuire la degenerazione dei nostri neuroni e quindi nella prevenzione delle malattie neurodegenerative, perché promuove la crescita e lo sviluppo del tessuto nervoso e la neurogenesi.

Le sinapsi possono danneggiarsi e persino scomparire, ma fortunatamente per noi, RBM3 reagisce con la parte dei nostri neuroni che utilizza queste sinapsi e ne aumenta la produttività. RBM3 è una proteina specifica presente nel cervello, cuore, fegato e muscolo scheletrico. Più RBM3 è presente nei nostri cervelli, meglio queste proteine da shock termico sono in grado di stimolare sinapsi danneggiate o degenerate. È stato dimostrato che RBM3 non solo ripara e ricrea le sinapsi, ma rigenera anche i neuroni, prevenendo il declino cognitivo.

I specifici ‘chimici da shock termico’ che innescano il processo sono stati scoperti dal team di Cambridge sulla demenza nel 2015: hanno raffreddato un gruppo di controllo di topi, e topi con malattia di Alzheimer e malattia da prioni (un'altra malattia neurodegenerativa) fino al punto in cui sono diventati ipotermici, cioè la loro temperatura corporea è scesa sotto i 35°C. Quando i topi sono stati riscaldati, hanno scoperto che i topi di controllo potevano rigenerare le loro sinapsi, ma gli altri no. Hanno anche scoperto che i livelli di RBM3 sono aumentati notevolmente nei topi di controllo, ma non negli altri, suggerendo che RBM3 potrebbe essere la chiave per la formazione delle connessioni sinaptiche.

Ora sappiamo che il cervello ha la capacità di creare nuovi percorsi e modificare le sue connessioni o riorganizzarsi, noto come neuroplasticità. Nei modelli murini di malattie degenerative, è stato trovato che RBM3 media la plasticità strutturale e gli effetti protettivi del raffreddamento contro la perdita neuronale, suggerendo l'esposizione al freddo come potenziale terapia protettiva. Questo riflette gli effetti nei mammiferi in ibernazione, dove il raffreddamento induce la perdita di contatti sinaptici, che vengono poi riformati al riscaldamento. In uno studio sull'Alzheimer nei topi, è stato anche riportato che RBM3 non solo si attiva nell'ippocampo del topo in risposta all'ipotermia, ma protegge i neuroni coltivati dalla morte cellulare quando la temperatura scende. Questo effetto protettivo sia per neuroni che sinapsi è stato dimostrato in molti studi su animali, inclusi quelli che hanno dimostrato come i suoi effetti si possano osservare nel cervello embrionale durante la gravidanza e come il nuoto in acqua fredda possa migliorare i deficit cognitivi causati da lesioni cerebrali traumatiche sperimentali.

Studi umani hanno anche confermato gli effetti neuroprotettivi di RBM3 indotti dall'esposizione al freddo, con effetti positivi osservati nelle funzioni cognitive, in particolare in paradigmi in cui il cortisolo circolante non raggiunge concentrazioni molto elevate. Il volume della ricerca rafforza l'evidenza dell'importanza della proteina per prevenire la neurodegenerazione e il ruolo dell'esposizione al freddo nella sua proliferazione.

Noradrenalina e neurogenesi

L'esposizione al freddo ha dimostrato di aumentare significativamente i livelli di noradrenalina, fino al 500%. La noradrenalina è un ormone e neurotrasmettitore responsabile dell'aumento della vigilanza, concentrazione, attenzione e umore che si prova dopo un tuffo in una vasca di ghiaccio o un bagno nel mare invernale. È anche una delle catecolamine, insieme ad adrenalina e dopamina, ed è prodotta dalla dopamina β-idrossilasi, che è rilasciata come ormone dalla midollare del surrene nel sangue o come neurotrasmettitore nel cervello.

Gli studi hanno dimostrato che la noradrenalina consente la plasticità sinaptica e attiva direttamente precursori neurali auto-rinnovanti e multipotenti, comprese le cellule staminali, nell'ippocampo di topi adulti. È anche un neuromodulatore che regola l'attività delle cellule neuronali e non neuronali in vari modi. La noradrenalina partecipa alla modulazione rapida dei circuiti corticali e del metabolismo energetico cellulare, e su una scala temporale più lenta, nella neuroplasticità e nell'infiammazione.

Per comprendere meglio il ruolo della noradrenalina nella memoria, spesso si usa nella ricerca uno ‘stress da pressore freddo’, solitamente immergendo una mano in acqua ghiacciata. È noto che questo è associato a una sostanziale attivazione del sistema nervoso autonomo (il sistema primario che governa la nostra risposta ‘lotta o fuga’), oltre a una lieve o moderata attivazione dell'asse ipotalamo-ipofisi-surrene (HPA), che gioca anch'esso un ruolo importante nella nostra risposta allo stress. È anche associato a un effetto migliorativo sulle prestazioni di apprendimento, con indicazioni di un possibile coinvolgimento nella memoria di lavoro. Questo è supportato da studi su farmaci capaci di modulare la memoria emotiva, come agonisti e antagonisti GABAergici, che suggeriscono che ciò possa avvenire controllando il livello di noradrenalina nell'amigdala.

Dopamina e neurogenesi

La dopamina gioca un ruolo importante in ciò che ci rende umani, ci aiuta a impegnarci e ci rende migliori nell'apprendimento. È un neurotrasmettitore che svolge un ruolo importante nella nostra funzione esecutiva, controllo motorio, motivazione, eccitazione, rinforzo e ricompensa. Lo fa attraverso cascate di segnalazione ai recettori dopaminergici nelle proiezioni presenti nella substantia nigra, nell'area tegmentale ventrale e nel nucleo arcuato dell'ipotalamo del cervello umano. I disturbi della dopamina spesso portano con sé esperienze di declino nelle funzioni neurocognitive chiave servite dalla dopamina.

La neurogenesi ippocampale adulta è gravemente compromessa nelle malattie neurodegenerative, in particolare nella malattia di Parkinson, che è il secondo disturbo neurodegenerativo più comune. Un segno ormai ben consolidato nella malattia di Parkinson è la perdita di neuroni dopaminergici nella substantia nigra pars compacta (SNc) con conseguente riduzione delle proiezioni dopaminergiche al giro dentato (DG) e allo striato. Ulteriori studi hanno trovato prove che la dopamina regola la neurogenesi adulta e potrebbe giocare un ruolo nella neurogenesi ippocampale, il che supporterebbe la teoria che essa sia critica nella progressione e prevenzione delle malattie neurodegenerative.

Insieme all'aumento radicale della noradrenalina durante la terapia con freddo, brevi periodi di lieve ipotermia attivano anche il rilascio di dopamina nel cervello. Questo, unito ai livelli elevati di noradrenalina, spiega perché non puoi fare a meno di sorridere e sentirti incredibile dopo esserti immerso in un bagno freddo. È anche ciò che rende la terapia con acqua fredda una via di trattamento così promettente per malattie come l'Alzheimer e il Parkinson.

In conclusione

La conclusione? Praticare buone abitudini per il nostro cervello ora è un investimento in un futuro più sano e più lungo per noi stessi, il che significa più tempo di qualità per raggiungere i nostri obiettivi e trascorrere tempo con i nostri cari. Il collettivo di atleti d'élite, imprenditori tecnologici, sostenitori della salute mentale e medici ha tutti esperienza personale della chiarezza mentale post-bagno di ghiaccio e crede nel suo potere di preservare e migliorare la funzione cerebrale.