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Jul 18, 2023

La modulazione dell’oscillazione della frequenza cardiaca influenza i livelli plasmatici di beta-amiloide e tau negli adulti più giovani e più anziani

Scientific Reports volume 13, numero articolo: 3967 (2023) Cita questo articolo 24k accessi 2 citazioni 326 dettagli sulle metriche alternative Respirazione a ritmo lento tramite biofeedback della variabilità della frequenza cardiaca (HRV)

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La respirazione a ritmo lento tramite il biofeedback della variabilità della frequenza cardiaca (HRV) stimola i percorsi del nervo vago che contrastano lo stress noradrenergico e i percorsi di eccitazione che possono influenzare la produzione e l'eliminazione delle proteine ​​correlate alla malattia di Alzheimer (AD). Pertanto, abbiamo esaminato se l'intervento di biofeedback dell'HRV influisce sui livelli plasmatici di Αβ40, Αβ42, tau totale (tTau) e tau-181 fosforilata (pTau-181). Abbiamo randomizzato adulti sani (N = 108) per utilizzare la respirazione a ritmo lento con biofeedback HRV per aumentare le oscillazioni della frequenza cardiaca (Osc+) o per utilizzare strategie personalizzate con biofeedback HRV per ridurre le oscillazioni della frequenza cardiaca (Osc−). Hanno praticato 20-40 minuti al giorno. Quattro settimane di pratica delle condizioni Osc+ e Osc− hanno prodotto grandi differenze di dimensione dell’effetto nel cambiamento dei livelli plasmatici di Aβ40 e Aβ42. La condizione Osc+ ha diminuito la Αβ plasmatica mentre la condizione Osc− ha aumentato la Αβ. Le diminuzioni di Αβ sono state associate a diminuzioni degli indicatori di trascrizione genetica della segnalazione β-adrenergica, collegando gli effetti al sistema noradrenergico. Sono stati riscontrati anche effetti opposti degli interventi Osc+ e Osc− su tTau per i giovani adulti e su pTau-181 per gli anziani. Questi risultati forniscono nuovi dati a sostegno di un ruolo causale dell’attività autonomica nella modulazione dei biomarcatori plasmatici correlati all’AD.

Registrazione dello studio: NCT03458910 (ClinicalTrials.gov); pubblicato per la prima volta il 03/08/2018.

I tassi di incidenza della malattia di Alzheimer (AD) aumentano esponenzialmente con l'età1. Perché l’invecchiamento aumenta così tanto il rischio di AD? Un fattore potenzialmente critico ha ricevuto poca attenzione. Durante l’invecchiamento, l’equilibrio tra i rami simpatico e parasimpatico del sistema nervoso autonomo cambia2,3. Man mano che le persone invecchiano, l’attività parasimpatica diminuisce, come indicato dalla diminuzione della variabilità della frequenza cardiaca (HRV)2. Allo stesso tempo, l'attività simpatica (o noradrenergica) aumenta, come indicato dall'aumento dell'attività del nervo simpatico e dei livelli circolanti di noradrenalina4. Gli aumenti legati all'età dell'attività noradrenergica e la diminuzione dell'attività parasimpatica sono associati a condizioni correlate all'AD, tra cui disturbi del sonno, diabete e malattie cardiache5.

Gli aumenti legati all’età dell’attività noradrenergica insieme alla diminuzione dell’attività parasimpatica potrebbero influenzare i livelli di peptidi amiloide-β (Aβ) nel cervello e nel corpo6. Generalmente, l’aumento dell’attività neuronale o cellulare stimola il rilascio di Aβ7. I modelli di AD sui roditori indicano che gli agonisti/antagonisti noradrenergici influenzano l'accumulo di Aβ e la formazione di placche amiloidi8,9 e suggeriscono che le situazioni stressanti tendono a stimolare il rilascio del peptide Aβ nel liquido interstiziale10. Sebbene questi risultati suggeriscano che contrastare l’attività noradrenergica potrebbe aiutare a ridurre il rilascio di Aβ nel cervello, le previsioni che coinvolgono le proteine ​​tau non sono semplici. Similmente all'Aβ, l'attività neuronale aumenta il rilascio di tau11,11,13 e lo stress ripetuto induce la fosforilazione di tau14. Tuttavia, la ricerca indica che gli anestetici che riducono l'attività noradrenergica inducono la fosforilazione di tau15,16 e anche la dexmedetomidina, un agonista del recettore adrenergico ⍺2 che produce uno stato sedativo, aumenta la fosforilazione di tau17. Inoltre, studi sugli animali suggeriscono che gli stati di eccitazione influenzano l'eliminazione dei rifiuti cerebrali modulando l'efficacia dei percorsi glinfatici che trasportano il liquido cerebrospinale (CSF) e scaricano i rifiuti interstiziali dal cervello alle vene18,19. Il trasporto glinfatico risultava aumentato durante l'induzione dell'anestesia con dexmedetomidina, la soppressione del rilascio di noradrenalina20 e la somministrazione di antagonisti adrenergici19. Inoltre, la stimolazione del nervo vago, che fornisce innervazione parasimpatica, ha aumentato la penetranza del liquido cerebrospinale nel cervello21. Dinamiche simili possono esistere nel cervello umano22,23. Certamente, il sonno influisce sui livelli di Aβ. Una notte di interruzione del sonno ha aumentato le concentrazioni di Aβ nel liquido cerebrospinale24,25 e gli adulti più anziani con una minore attività delle onde lente durante il sonno avevano un accumulo di Aβ e tau più elevato misurato mediante scansioni di tomografia a emissione di positroni (PET)26. Tuttavia, gli effetti del sonno o della privazione del sonno potrebbero essere più legati alla produzione che all’eliminazione. Ad esempio, la misurazione della cinetica di marcatura degli isotopi stabili di Aβ suggerisce che la privazione del sonno aumenta la produzione di Aβ27. Insieme, questi studi suggeriscono che il miglioramento dell’attività parasimpatica sia attraverso il miglioramento del sonno che stimolando direttamente il nervo vago ha il potenziale per ridurre i livelli di Aβ e tau.