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Carnosina, Attività Fisica e Neurotrofine: Un circolo virtuoso nella Lotta alla Depressione

data di redazione: 10 Febbraio 2014 - data modifica: 30 Settembre 2014
Carnosina, Attività Fisica e Neurotrofine: Un circolo virtuoso nella Lotta alla Depressione

CARNOSINA, ATTIVITA’ FISICA E NEUROTROFINE: UN CIRCOLO VIRTUOSO NELLA LOTTA ALLA DEPRESSIONE


La depressione è una patologia multifattoriale a sintomatologia molto complessa dalla notevole diffusione caratterizzata da sensazioni negative quali tristezza, rallentamento mentale, mancanza di concentrazione e più in generale perdita di interesse per le normali attività. La terapia d’elezione attualmente è rappresentata dall’approccio farmacologico integrato dal supporto psicoterapico. Diversi autori hanno riscontrato che alla base dei fenomeni depressivi esistono deficit neurologici: studi post-mortem su pazienti depressi hanno evidenziato alterazioni nell'espressione di neurotrofine in varie aree cerebrali (1) . Le neurotrofine sono una famiglia di proteine fondamentali alle funzioni vitali delle cellule cerebrali a cui appartengono NGF (nerve growth factor), BDNF (brain derived neurotrophic factor), NT3 e NT4 (neurotrophins 3 e 4). Numerosi studi hanno recentemente dimostrato come l’attività fisica sia estremamente efficace nella riduzione dei fenomeni depressivi: diversi autori hanno evidenziato come alcune settimane di attività fisica sia aerobica che anaerobica conducano a un progressivo miglioramento della sintomatologia nei pazienti depressi (2) (3) .

 

Lo studio condotto da Martinsen in particolare ha evidenziato come sia i gruppi trattati con esercizio aerobico che quelli trattati con esercizio anaerobico abbiano avuto dopo un periodo di 8 settimane una regressione paragonabile della sintomatologia. Diversi autori inoltre valutando l’interazione tra attività fisica e neurotrofine hanno evidenziato come l'attività fisica sia in grado di aumentare i livelli di espressione di BDNF, NGF nell'ippocampo(4) (5), e che l’inattività al contrario riduce l’espressione delle neurotrofine. Questi effetti, di sicuro interesse per ogni tipologia di soggetti compresi nel quadro illustrato, si mostrano particolarmente interessanti per tutte quelle casistiche dove per svariati fattori l’approccio farmacologico potrebbe essere contrindicato o quantomeno problematico.

 

Tra questi rientrano buona parte dei soggetti in età avanzata per almeno 2 motivi: In primo luogo nei soggetti di età avanzata, per ovvi motivi, è più facile avere necessità di ricorrere a un approccio politerapico, con tutte le problematiche di interazioni e compliance del caso. In secondo luogo, ma non per importanza gli stati depressivi in questa fascia di età sono particolarmente presenti: si stima che la prevalenza di depressione maggiore nelle persone over 65 oscilla tra lo 0,9% e il 9,4%, mentre sintomi depressivi sono stati rilevati in una proporzione generalmente più ampia, fino ad arrivare al 49% della popolazione anziana (6).

Rimane a questo punto un importante problematica da superare, quella di aiutare i soggetti di età avanzata nella pratica dell’attività fisica, ed è qui che entra in ballo la carnosina. La carnosina è un dipeptide citoplasmatico sintetizzato a partire dai precursori L-istidina e β-alanina dall’enzima carnosina sintetasi e degradato, sempre a livello enzimatico, dalla carnosinasi che ne regola il livello cellulare. La carnosina è presente nei tessuti eccitabili come il muscolo scheletrico o il tessuto nervoso dove generalmente agisce come tampone fisico-chimico.

L’importanza di questa molecola è comprensibile anche dalla sua analisi quantitativa: è presente infatti a livelli fisiologici nel tessuto muscolare in concentrazioni relativamente elevate 5-10 mM. Questa molecola è in grado di esercitare tutti i suddetti ruoli già entro i fisiologici range di pH (7) . Per quanto riguarda soggetti di età avanzata è stato osservato come esista una correlazione inversa tra età e contenuto muscolare di carnosina (8-9) , fattore che sommandosi alla sarcopenia al declino della funzione muscolare e al deterioramento della funzione motoria tipici dell’età avanzata contribuisce notevolmente ad aumentare la frequenza di cadute, spesso causa di lesioni con esiti a volte anche gravi o letali. (10-11-12-13-14) .

 

Tutti questi fattori costituiscono un serio limite allo svolgimento dell’attività fisica per soggetti di età avanzata. L’integrazione a base di sola carnosina, pur rivelandosi potenzialmente utile potrebbe non essere sufficiente, in quanto molto probabilmente a causa della sua natura dipeptidica la molecola non viene completamente assobita (15). Esaminandone più approfonditamente il metabolismo emerge che uno dei fattori limitanti nella sintesi endogena è la presenza di adeguati livelli di β-alanina, situazione facilmente verificabile in individui dallo stato nutrizionale inadeguato (molto frequente in soggetti di età avanzata).

 

Questo problema può essere ovviato mediante l’integrazione di β-alanina, che in quanto precursore della carnosina, può aumentarne significativamente i livelli nel muscolo scheletrico con relativo miglioramento della performance di esercizio. Dati presenti in letteratura riportano come l’integrazione con di 800 mg di β-alanina tre volte al giorno per 90 giorni siano in grado di aumentare la capacità fisica di lavoro, ritardando l'insorgenza della fatica neuromuscolare nei soggetti anziani (16) . Alla luce di questi risultati l’integrazione con carnosina e β-alanina può rivelarsi uno strumento estremamente importante per instaurare il circolo virtuoso che supporta il soggetto di età avanzata nello svolgimento dell’attività fisica e di conseguenza nella lotta non farmacologica, agli stati depressivi. E’ possibile parlare di lotta non farmacologica in quanto sia la carnosina che la β-alanina sono molecole endogene, normalmente presenti nell’organismo umano, la loro integrazione costituisce quindi esclusivamente un ripristino dei fisiologici livelli di queste sostanze.

 

Considerati questi aspetti un approccio sicuramente razionale può essere quindi quello di associare la somministrazione di carnosina a quella di β-alanina, a questo proposito è stata messa a punto una formulazione composta da 250 mg di carnosina pura e 250 mg di β-alanina pura che prevede il rilascio del 95% degli attivi ad 8 ore, con l’obiettivo di ottimizzarne le proprietà farmacocinetiche e il grado di biodisponibilità. La somministrazione di questo formulato per un totale  di 1 g di carnosina e 1 g di β-alanina 4 ore prima dell’attività fisica si è rivelata notevolmente efficace nella riduzione della produzione di lattato e di conseguenza nella riduzione del pH tissutale (17). Tale formulazione assume il nome commerciale di DDM-Carnosina, considerate le premesse sarà un ottimo ausilio nel supportare i soggetti di età avanzata nell’attività fisica con il conseguente “effetto collaterale” di coadiuvare la lotta agli stati depressivi favorendo la sintesi di neurotrofine.

 


1) Duman R, Malberg J, Nakagawa S, Dı´Sa C  (2000)  Neuronal plasticity and survival in mood disorders. Biol Psychiatry 48:732–739.
2) Legrand, F., Heuze, J. P., (2007). Antidepressant Effects Associated With Different Exercise
3) Martinsen, Hoffart, A. & Solberg, O. (1989b) Aerobic and non-aerobic forms of exercise in the treatment of anxiety disorders. Stress Medicine, 5, 115–120.
4) Russo-Neustadt A, Beard RC, Cotman CW. Exercise, antidepressant medications, and enhanced brain derived neurotrophic factor expression. Neuropsychopharmacology. 1999;21(5):679–682
5) RADAK  Z, TOLD  A, SZABO  Z, SIAMILIS  S, NYAKAS  C,SILYE  G, JAKUS  J AND  GOTO  S. 2006.   The effects of training and detraining on memory, neurotrophins and oxidative stress markers in rat brain. Neurochem Internat 49: 387–392.
6) Djernes  JK.  Prevalence  and  predictors  of  depression in populations of elderly: a review. Acta Psychiatr Scand  2006; 113(5): 372­87.
7) Harris RC, Marlin DJ, Dunnett M, Snow DH, Hultman E (1990) Muscle buffering capacity and dipeptide content in the thoroughbred horse, greyhound dog and man Comp Biochem Physiol A 97 249-251
8) Stuerenburg HJ, Kunze K (1999) Concentrations of free carnosine (a putative membrane-protective antioxidant) in human muscle biopsies and rat muscles Arch Gerontol Geriatrics 29 107-113
9) Tallon MJ, Harris RC, Maffulli N, Tarnopolsky MA (2007) Carnosine, taurine and enzyme activities of human skeletal muscle fibres from elderly subjects with osteoarthritis and young modera-tely active subjects Biogerontology 8 129-137. doi: 10.1007/s10522-006-9038-6
10) Brooks SV, Faulkner JA (1994) Skeletal muscle weakness in old age: underlying mechanisms Med Sci Sports Exerc 26 432-439
11) Doherty TJ, Vandervoort AA, Taylor AW, Brown WF (1993) Effects of motor unit losses on strength in older men and women J Appl Physiol 74 868-874
12) Chandler JM, Hadley EC (1996) Exercise to improve physiologic and functional performance in old age Clinics Geriatric Med 12 761-784
13) Alexander NB, Schultz AB, Ashton-Miller JA et al (1997) Muscle strength and rising from a chair in older adults Muscle Nerve 5 S56-S59
14) Kannus P, Parkkari J, Niemi S, Palvanen M (2005) Fall-induced deaths among elderly people Am J Public Health 95 422-424
15) Bauchart C, Savary-Auzeloux I, Patureau Mirand P, Thomas E, Morzel M, Rémond D (2007) Carnosine concentration of ingested meat affects carnosine net release into the portal vein of minipigs J Nutr 137(3) 589-593
16) Hill CA, Harris RC, Kim HJ, Harris BD, Sale C et al (2007) Influence of beta-alanine supplementation on skeletal muscle carnosine concentrations and high intensity cycling capacity Amino acids 32 225-233
17) F. Di Pierro, A.Bertuccioli,A.Bressan,G.Rapacioli. Carnosine – based supplement. Nutrafoods. 2011, 10(2) 1-4

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