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L’ALLENAMENTO IN MICROGRAVITÀ NELLE MALATTIE NEUROLOGICHE


Sommario

INTRODUZIONE MALATTIE NEUROLOGICHE E ATTIVITÀ FISICA

ANTI-GRAVITY TREADMILL

IMPATTO DELLA MICROGRAVITÀ SULL’APPARATO MUSCOLOSCHELETRICO

DENSITÀ OSSEA

FIBRE MIELINIZZATE E MICROGRAVITÀ

RIABILITAZIONE NEUROMOTORIA IN MICROGRAVITÀ

CONCLUSIONI

BIBLIOGRAFIA



INTRODUZIONE

Gli ultimi anni sono stati un periodo di importanti ricerche per le scienze della vita e di grandi passi per le scienze spaziali. Questo periodo di innovazione infatti sta contribuendo allo sviluppo di nuove tecnologie sia per la riabilitazione e la regressione di malattie neurologiche, sia per la prevenzione di disordini motori provocati dall’assenza di gravità. Dal 2000, sulla ISS è utilizzato un sistema di allenamento che viene costantemente aggiornato. Ciò consente agli astronauti di allenarsi in modo completo e costante, definendo così nuovamente l’importanza dell’allenamento con sovraccarichi. Parallelamente la Nasa ha ricercato una tecnologia in grado di imitare la gravità terrestre nello spazio, variando la pressione dell’aria. Sulla terra la stessa tecnica può essere applicata inversamente, anche nel campo della riabilitazione. Traendo così vantaggio dalla modulazione del peso del paziente e dalle applicazioni della stessa nella prevenzione di malattie neurologiche.


MALATTIE NEUROLOGICHE E ATTIVITÀ FISICA

La malattia di Alzheimer (AD) è una malattia neurodegenerativa progressiva che altera la memoria e il giudizio cognitivo. L'esercizio è stato considerato come trattamento per

l'AD in stadio preclinico, l'AD in fase avanzata e come strategia di prevenzione. (Cass, 2017). Tra i fattori di rischio associati alla malattia c'è un basso livello di attività fisica (De la Rosa et al., 2020). La malattia di Parkinson (PD) è una delle malattie neurodegenerative più comuni al mondo. Non esiste ancora alcun rimedio in grado di fermare la progressione della malattia. L’ esercizio può ridurre il rischio di PD e ha effetti positivi sui sintomi motori e non motori (Mak et al., 2017). I pazienti con sclerosi multipla (SM) spesso riducono l'attività fisica a causa della paura di peggiorare i sintomi. Ma gli studi dimostrano che l'esercizio fisico regolare può essere una potenziale soluzione per limitare il processo di ricondizionamento (Halabchi et al., 2017).


ANTI-GRAVITY TREADMILL

La Alter-G ha commercializzato, nel 2005, un tapis roulant in grado di consentire la corsa al paziente con una riduzione del peso corporeo fino all’80% (Lathan et al., 2015). Il tapis roulant è caratterizzato da una camera d’aria che arriva all’altezza della vita. Può essere abbassata completamente per consentire l’accesso a persone con disabilità e in sedia a rotelle. Una volta riportata ad altezza regolare, si chiude l’entrata della camera attorno alla vita dei pantaloni appositi e si aumenta la pressione all’interno. La camera d’aria consente la visione da 3 lati della deambulazione del paziente. C’è la possibilità di camminare avanti, indietro e raggiungere un’inclinazione del 15%. L’approccio allo strumento deve essere graduale, consentendo all’atleta (o al paziente) di abituarsi al cambio di pressione. Ad una riduzione del peso corporeo dell’80% è possibile portare a camminare persone non in grado di farlo in condizioni di 1g (Stockland et al., 2019).


IMPATTO DELLA MICROGRAVITÀ SULL’APPARATO

MUSCOLOSCHELETRICO

Sulla terra il sistema muscoloscheletrico è abituato al carico gravitazione di 1g e il funzionamento del sistema locomotore dipende anche da questo carico (Kuznetsov et al., 2019). Sottoponendo l’organismo alla microgravità, lo scarico induce all’insorgenza di

sindrome motoria da ipogravità, caratterizzata sia da un aspetto morfologico, sia da un aspetto funzionale (Tyapkina et al., 2012). Oltre alla riduzione della densità minerale ossea, si presentano atrofia, atonia delle fibre muscolari (aspetti morfologici), areflessia, fragilità e debolezza muscolare (aspetti funzionali). Questi cambiamenti dipendono da una non normale attivazione del trasporto assonale dei motoneuroni spinali, dal rilascio di neuromediatori e da un controllo neurotrofico disturbato (Islamov et al., 2014).


DENSITÀ OSSEA

La riduzione del peso di un individuo, dovuta alla microgravità influisce in maniera impattante sulla perdita di densità minerale ossea (Giangregorio & Blimkie, 2002). In pazienti costretti a letto o in microgravità lo scheletro viene scaricato (Swaffield et al., 2018). Ciò comporta il verificarsi di una serie di risposte che conseguono in una perdita media di circa l’1-2% della densità minerale ossea al mese. Si riduce drasticamente il tasso di formazione ossea che arriva ad esser minore rispetto al tasso di riassorbimento osseo. Si rileva la presenza di calcio nelle urine. La mobilizzazione del calcio provoca un leggero aumento della sua concentrazione plasmatica che viene riconosciuta dalle paratiroidi. Diminuisce la secrezione di ormone paratiroideo (PTH) comportando una maggior perdita di calcio nelle urine causato da un minor riassorbimento tubulare (Holick, 1998).


FIBRE MIELINIZZATE E MICROGRAVITÀ

L’assenza di gravità impatta sull’organismo in innumerevoli modi, ma gli effetti della microgravità sul midollo spinale e sulla mielina in particolare sono ancora poco conosciuti (Zatorre et al., 2012). Si è analizzata la riduzione della guaina mielinica nei ratti dopo 30 giorni in microgravità. La delaminazione mielinica è continuata per 7 giorni dopo il ritorno a 1g (Rezvyakov et al., 2018). I marker precursori della mielina in microgravità evidenziando una riduzione nella loro espressione (Povysheva et al., 2016). Si è osservata una maggior migrazione di cellule progenitrici di oligodendrociti (OPCs) che deriva da un ridotto ciclo di vita e un aumento del tasso di mitosi (Espinosa-Jeffrey

et al., 2013). É stato rilevato un aumento della sintesi di acidi grassi e lipidi dopo 24 ore di esposizione in microgravità. Potrebbe spiegare l’aumento del tasso di riproduzione nel caso di lipidi che costituiscono la mielina (Poitelon et al., 2020).


RIABILITAZIONE NEUROMOTORIA IN MICROGRAVITÀ La riduzione del carico gravitazionale ha effetti che impattano negativamente sulle funzioni sensomotorie e sulle integrazioni multisensoriali (con cui si cerca di compensare eventuali deficit sensomotori) (Wood et al., 2011). Negli astronauti le attività post volo posso essere compromesse dall’irregolare coordinazione oculo manuale (e capacità nel giudicare le distanze). Si presenta un rallentamento dei tempi di reazione e un’alterata cinestesia (sensibilità muscolare, percezione della forza). La fase di recupero si tiene al ritorno a 1g, si lavora su un protocollo di ricondizionamento programmato con esercizi per sensibilizzare l’integrazione multisensoriale. I livelli di difficoltà sono crescenti e personalizzati in base allo stato di recupero dell’individuo (valutabile con FMT). Nell’allenamento proposto per il recupero, sono indicate tecniche KBA (Kinesthesia, balance and agility) tramite la stimolazione del sistema neuromuscolare nel mantenere l’equilibrio e la coordinazione (Mulavara et al., 2010). Si seguono progressivamente modifiche nel livello di difficoltà (Rogers et al., 2011).


CONCLUSIONI

Ormai da anni è stata riconosciuta l’efficacia dell’esercizio fisico nella prevenzione e nel recupero di malattie neurologiche. Dai primi approcci alla microgravità, ciò che conosciamo sulle conseguenze per l’organismo è cresciuto esponenzialmente. Ad oggi è dimostrata la maggior velocità di recupero grazie al trapianto di cellule staminali coltivate in microgravità. L’esposizione prolungata a microgravità ha differenti controindicazioni, ma con l’ausilio di strumenti come l’anti-gravity treadmill è possibile limitare l’esposizione ad essa. Inoltre l’utilizzo di strumenti a gravità controllata rappresenta una nuova frontiera nella scienza dell’allenamento per il recupero di malattie neurologiche.

Siamo ora in grado di porre nuove domande e condurre nuovi studi per sfruttare al meglio questa multipotente tecnologia che è la microgravità.


Dott. Ellena Gabriele - Chinesiologo


BIBLIOGRAFIA

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