Effects of resistance exercise on prefrontal cortex oxygenation in healthy young adults: a controlled experimental study.

Il cervello umano è un organo esigente. Sebbene costituisca solo una piccola frazione del peso corporeo, consuma una vasta quantità di energia e ossigeno del corpo per permetterci di pensare, ricordare e reagire. Per soddisfare questa costante domanda, il cervello si affida a un flusso costante di sangue che scorre attraverso i suoi vasi, consegnando ossigeno e glucosio freschi e portando via i rifiuti. Questo sistema di approvvigionamento non è statico; si sposta e cambia a seconda di ciò che il corpo sta facendo. Quando facciamo esercizio fisico, i nostri muscoli richiedono più sangue e il nostro cuore pompa con più forza. Ma cosa succede al flusso sanguigno verso il cervello durante questo tempo? Il cervello riceve meno di ciò di cui ha bisogno, o trova un modo per mantenere costante il suo approvvigionamento? Questa domanda è particolarmente interessante quando si osserva l'esercizio di resistenza, come il sollevamento pesi. A differenza della corsa costante, che mantiene la frequenza cardiaca alta per molto tempo, il sollevamento pesi prevede brevi e intensi scatti di sforzo seguiti da brevi riposi. Gli scienziati sanno da tempo che questo tipo di esercizio può causare un calo temporaneo della velocità del flusso sanguigno al cervello immediatamente dopo l'allenamento. La grande domanda è se questo calo sia sufficiente a affamare il cervello di ossigeno o se il cervello abbia un piano di riserva per mantenere intatta la sua capacità di pensiero.

Un team di ricercatori si è messo in viaggio per investigare questo specifico enigma osservando cosa accade all'interno del cervello di giovani uomini sani subito dopo aver terminato una sessione di sollevamento pesi moderata. Si sono concentrati sulla corteccia prefrontale, una regione nella parte anteriore del cervello che funge da centro di comando per compiti complessi come focalizzare l'attenzione, prendere decisioni e controllare gli impulsi. Per vedere se quest'area stesse ricevendo abbastanza ossigeno, i ricercatori hanno utilizzato una tecnica non invasiva che misura quanto ossigeno sia presente nel tessuto, simile al modo in cui un pulsossimetro sul dito misura l'ossigeno nel sangue, ma mirata alla fronte. Hanno abbinato questo al classico test di Stroop, in cui una persona deve ignorare il colore dell'inchiostro e nominare la parola scritta, anche quando la parola e il colore non corrispondono, come la parola "rosso" stampata in blu. Questo compito è noto per "illuminare" la corteccia prefrontale, rendendolo un modo perfetto per vedere se il cervello sta ancora funzionando a piena capacità.

Lo studio ha coinvolto diciotto uomini sani con esperienza nel sollevamento pesi. I ricercatori li hanno divisi in due gruppi. Un gruppo ha eseguito un allenamento intenso composto da cinque serie da dieci ripetizioni su tre diversi esercizi: panca piana, rematore e squat. Hanno sollevato pesi abbastanza pesanti da essere impegnativi ma non impossibili, specificamente impostati al sessantacinque percento del carico massimo che potevano sollevare in una sola ripetizione. L'altro gruppo è rimasto seduto tranquillamente per lo stesso periodo di tempo, fungendo da controllo per mostrare cosa accade quando non viene eseguito alcun esercizio. Prima dell'allenamento, dopo l'allenamento e ad intervalli durante il periodo di recupero, gli uomini hanno eseguito il test di Stroop mentre i ricercatori monitoravano i livelli di ossigeno cerebrale e la velocità del flusso sanguigno in una grande arteria che porta al cervello.

I risultati hanno rivelato un affascinante disconnessione tra il flusso sanguigno e l'ossigeno cerebrale. Immediatamente dopo la sessione di sollevamento pesi, la velocità del flusso sanguigno nella principale arteria che rifornisce il cervello è scesa significativamente, diminuendo di circa il diciassette percento rispetto a prima dell'esercizio. Ciò ha confermato che l'intenso sforzo fisico aveva effettivamente ridotto il volume di sangue che correva verso la testa. Tuttavia, nonostante questo calo del flusso sanguigno, i livelli di ossigeno nella corteccia prefrontale non sono scesi. Sono rimasti esattamente dove si trovavano prima dell'allenamento, stabili e costanti. Inoltre, le prestazioni degli uomini nel test mentale non hanno subito danni. I loro tempi di reazione e l'accuratezza nel nominare i colori erano altrettanto buoni immediatamente dopo il sollevamento pesi rispetto a prima. Gli uomini che sono rimasti seduti tranquillamente non hanno mostrato cambiamenti nel flusso sanguigno o nell'ossigeno cerebrale, il che è previsto, ma il fatto che gli atleti avessero mantenuto l'ossigeno cerebrale nonostante la riduzione del flusso sanguigno è stata la scoperta chiave.

Questo reperimento suggerisce che il cervello possiede un robusto meccanismo per proteggere il proprio apporto di ossigeno anche quando il flusso sanguigno complessivo rallenta. Sembra che, mentre il traffico globale di sangue verso il cervello diminuisce dopo il sollevamento pesi, il cervello sia comunque in grado di estrarre e utilizzare l'ossigeno di cui ha bisogno per far lavorare efficientemente la corteccia prefrontale. I ricercatori hanno notato che questa protezione sembra avvenire specificamente con l'esercizio di intensità moderata. Studi precedenti su esercizi ad altissima intensità avevano mostrato che l'ossigeno cerebrale poteva scendere, ma questo studio indica che a un livello moderato, i sistemi di difesa del cervello sono sufficienti a prevenire qualsiasi calo di ossigeno o qualsiasi declino della lucidità mentale. Gli uomini sono stati in grado di pensare chiaramente e concentrarsi immediatamente dopo il loro allenamento, suggerendo che la riduzione temporanea del flusso sanguigno non ha compromesso la loro capacità di elaborare le informazioni.

Lo studio ha anche esaminato altri fattori, come i livelli di anidride carbonica nel sangue e la pressione sanguigna, per capire perché il flusso sanguigno fosse rallentato. Il calo del flusso sanguigno sembrava legato a una diminuzione dell'anidride carbonica, che naturalmente causa un restringimento dei vasi sanguigni nel cervello. Eppure, anche con questi vasi costretti, l'area locale del cervello responsabile del compito mentale è riuscita a mantenere i propri livelli di ossigeno. Ciò implica che il cervello non è solo un ricevitore passivo del flusso sanguigno, ma gestisce attivamente le proprie risorse. I ricercatori sono stati attenti a notare che, sebbene i dati mostrino che queste due cose accadano contemporaneamente, non prova che una abbia causato l'altra, ma il modello è chiaro: il cervello è rimasto ossigenato e la mente è rimasta lucida.

In definitiva, questa ricerca fornisce un quadro rassicurante di come il corpo e il cervello interagiscono durante l'allenamento di forza. Dimostra che, per i giovani adulti sani, una sessione di sollevamento pesi moderata non lascia il cervello a lottare per l'aria o a faticare per pensare. La corteccia prefrontale, la sede delle nostre funzioni esecutive, rimane ben rifornita di ossigeno anche mentre il flusso sanguigno verso la testa rallenta. Ciò suggerisce che il cervello è straordinariamente resiliente, capace di mantenere le proprie prestazioni e proteggere il proprio apporto energetico durante l'immediato post-sforzo fisico. Per chiunque si chiedesse se il sollevamento pesi possa far sentire la testa annebbiata o lenta subito dopo una serie, le prove indicano l'opposto: il cervello rimane pronto, vigile e pienamente ossigenato.