Uno studio dell’EPFL e di Nestlé rivela che lo stress ossidativo nel cervello ha un impatto negativo sulla motivazione. I risultati mostrano anche che la motivazione può essere migliorata dall’alimentazione.
Nella vita, la motivazione può fare la differenza tra successo e fallimento, tra la definizione degli obiettivi e l’ozio, tra il benessere e la tristezza. Tuttavia, diventare e rimanere motivati è spesso il passo più difficile e questo tema è stato oggetto di molte ricerche.
Solo una piccola parte di questa ricerca si è occupata della questione del metabolismo. "Le differenze nei metaboliti del cervello influenzano la nostra capacità di essere motivati?", chiede la professoressa Carmen Sandi della Facoltà di Scienze della Vita dell’EPFL. "Se così fosse, un’alimentazione in grado di influenzare i livelli dei metaboliti potrebbe essere un modo efficace per migliorare la motivazione?".
Il team di Carmen Sandi, insieme ai colleghi del Nestlé Institute of Health Sciences, ha recentemente pubblicato uno studio che fornisce una prima risposta a questa domanda. I ricercatori hanno studiato un’area profonda del cervello chiamata nucleo accumbens, nota per il suo ruolo fondamentale nella regolazione di funzioni quali la ricompensa, il rinforzo, l’avversione e, soprattutto, la motivazione.
Metabolismo e stress ossidativo nel cervello
L’idea alla base dello studio è che il cervello, come tutti i tessuti del nostro corpo, è sottoposto a un costante stress ossidativo, a causa del suo metabolismo.
Che cos’è lo stress ossidativo? Quando le cellule "mangiano" varie molecole per nutrirsi, producono una serie di prodotti di scarto tossici sotto forma di molecole altamente reattive, note collettivamente come "specie ossidative". Naturalmente, le cellule dispongono di una serie di meccanismi per rimuovere le specie ossidanti e ripristinare l’equilibrio chimico della cellula. Ma questa battaglia è continua e quando questo equilibrio viene alterato, si parla di "stress ossidativo".
Collegamento con il glutatione
Il cervello è spesso soggetto a un eccessivo stress ossidativo a causa dei suoi processi neurometabolici. I ricercatori si sono chiesti se i livelli di antiossidanti nel nucleo accumbens possano interferire con la motivazione. Per rispondere a questa domanda, gli scienziati hanno esaminato il principale antiossidante del cervello, una proteina chiamata glutatione (GSH), e il suo legame con la motivazione.
"Abbiamo valutato il legame tra i metaboliti del nucleo accumbens - una regione cerebrale chiave - e le prestazioni motivazionali", spiega Carmen Sandi. "Ci siamo poi rivolti agli animali per comprendere il meccanismo e verificare la causalità tra il metabolita trovato e le prestazioni, dimostrando che l’alimentazione modifica il comportamento attraverso questa via".
Monitoraggio del GSH nel nucleo accumbens
Per prima cosa hanno utilizzato una tecnica chiamata "spettroscopia di risonanza magnetica protonica". Ciò consente di valutare e quantificare in modo non invasivo la biochimica in un’area specifica del cervello. I ricercatori hanno applicato la tecnica al nucleo accumbens di uomini e ratti per misurare i livelli di GSH. Hanno poi confrontato questi livelli con le prestazioni dei loro soggetti umani e animali in compiti standardizzati legati allo sforzo che misurano la motivazione.
Hanno scoperto che livelli più elevati di GSH nel nucleo accumbens erano correlati a prestazioni migliori e più costanti nei compiti motivazionali.
Livelli di GSH e motivazione
Ma la correlazione non implica il nesso di causalità, quindi l’équipe è passata a esperimenti con ratti a cui sono state somministrate microiniezioni di un bloccante del GSH, che ha ridotto la sintesi e i livelli dell’antiossidante. I topi erano quindi meno motivati, il che si traduceva in prestazioni più scarse nei test di esercizio con ricompensa.
Al contrario, quando i ricercatori hanno somministrato ai topi un intervento nutrizionale con il precursore del GSH, la N-acetilcisteina (che aumenta i livelli di GSH nel nucleo accumbens), gli animali hanno ottenuto risultati migliori. L’effetto era "potenzialmente mediato da un cambiamento specifico del tipo di cellula negli input glutammatergici ai neuroni della spina centrale del nucleo accumbens", come scrivono gli autori.
L’alimentazione o gli integratori possono migliorare la motivazione?
"Il nostro studio fornisce nuove conoscenze su come il metabolismo cerebrale sia legato al comportamento e suggerisce interventi nutrizionali mirati ai processi ossidativi chiave come interventi ideali per facilitare la resistenza all’esercizio", concludono gli autori. I risultati dello studio "dimostrano che migliorare la funzione antiossidante del nucleo accumbens può essere un approccio fattibile per aumentare la motivazione".
"L’N-acetilcisteina, l’integratore alimentare che abbiamo somministrato nel nostro studio, può anche essere sintetizzata nell’organismo a partire dal suo precursore, la cisteina", spiega Carmen Sandi. "La cisteina si trova negli "alimenti ricchi di proteine", come carne, pollo, pesce o frutti di mare. Altre fonti con livelli più bassi sono le uova, gli alimenti integrali come pane e cereali e alcune verdure come broccoli, cipolle e legumi.
"Naturalmente esistono altri modi, oltre alla N-acetilcisteina, per aumentare i livelli di GSH nell’organismo, ma la loro relazione con i livelli cerebrali - e in particolare con quelli del nucleo accumbens - è in gran parte sconosciuta. Il nostro studio rappresenta una prova di principio del fatto che la N-acetilcisteina assunta con la dieta può aumentare i livelli di GSH nel cervello e facilitare il comportamento nell’esercizio fisico".
Altri collaboratori
Centro di imaging biomedico (CIBM) dell’EPFL
Riferimenti
Ioannis Zalachoras, Eva Ramos-Fernández, Fiona Hollis, Laura Trovò, João Rodrigues, Alina Strasser, Olivia Zanoletti, Pascal Steiner, Nicolas Preitner, Lijing Xin, Simone Astori, Carmen Sandi. Il glutatione nel nucleo accumbens regola la motivazione ad esercitare uno sforzo incentivato dalla ricompensa. eLife 2022; 11:e77791. DOI: 10.7554/eLife.77791
