La variabilità della frequenza cardiaca (VFC) e la sua relazione con il deterioramento cognitivo

La neuropsicóloga Sofía Fonseca Moreno analiza come la variabilità della frequenza cardiaca (HRV) influisce sul deterioramento cognitivo nella vecchiaia.

Introduzione

L’aspettativa di vita è aumentata, per cui il gruppo di persone con più di 60 anni è cresciuto a livello mondiale (Organizzazione Mondiale della Sanità, 2015), compreso il Messico. Con l’avanzare dell’età, è prevedibile che diverse funzioni cognitive comincino a deteriorarsi. Tuttavia, tale deterioramento può essere sufficientemente grave da compromettere la qualità della vita delle persone che ne sono affette (Aveleyra & Ostrosky, 2007; Forte et al., 2019; Mejía-Arango et al., 2007).

Di fronte a questa situazione, risulta importante conoscere interventi che favoriscano un invecchiamento cognitivo sano, come il biofeedback della variabilità della frequenza cardiaca (HRV), un intervento basato su evidenze scientifiche (Moss, 2004). 

Funzioni cognitive e invecchiamento

Che cosa sono le funzioni cognitive?

Le funzioni cognitive sono state definite come quelle abilità mentali che ci permettono, a noi esseri umani, di interpretare e gestire correttamente le informazioni provenienti dall’ambiente. Un adeguato funzionamento cognitivo è essenziale, poiché ci consente di svolgere tutte le nostre attività della vita quotidiana (ADL) in modo ottimale, come leggere, guidare, scrivere, parlare, ragionare, pianificare, ecc. Alcune di queste funzioni cognitive sono l’attenzione, la memoria, il linguaggio e le funzioni esecutive (Aveleyra & Ostrosky, 2007; Forte et al., 2019). 

Cambiamenti cognitivi associati all’invecchiamento

Durante l’invecchiamento si verificano diversi cambiamenti, come il deterioramento di alcune strutture cerebrali e la perdita di tessuto nervoso. Questo modifica sia il funzionamento del cervello sia le prestazioni cognitive.

Tra i cambiamenti più comuni si riscontrano difficoltà nelle abilità percettive, nella memoria e nell’apprendimento, alterazioni nelle abilità visuo-spaziali e costruttive, una maggiore difficoltà nell’incorporare nuove informazioni e un rallentamento delle risposte motorie. Possono inoltre comparire cambiamenti nel linguaggio e nei processi verbali, anche se in alcuni casi queste funzioni mostrano una certa resistenza al deterioramento e possono persino migliorare con l’età avanzata (Ardilla, 2012). 

Questi cambiamenti precedentemente menzionati sono considerati normali. Tuttavia, quando progrediscono al punto da influenzare la qualità della vita e il funzionamento quotidiano di una persona (Forte et al., 2019), possono essere correlati a un deterioramento cognitivo che non è più proprio dell’invecchiamento normale, come il deterioramento cognitivo lieve (MCI) (Aveleyra & Ostrosky, 2007).

Che cos’è il deterioramento cognitivo lieve (MCI)?

Il deterioramento cognitivo lieve è una condizione caratterizzata dalla presenza di un deterioramento significativo in una o più funzioni cognitive, ma che non interferisce in modo sostanziale con l’autonomia funzionale della persona (American Psychiatric Association, 1994).

Secondo il National Institute on Aging e l’Alzheimer’s Association, i criteri diagnostici includono la preoccupazione del paziente o di un informatore riguardo cambiamenti nella cognizione rispetto al suo stato precedente, la presenza di alterazioni nelle funzioni cognitive, il mantenimento dell’indipendenza funzionale, seppur con maggiore lentezza o errori, e l’assenza di segni clinici indicativi di demenza (Albert et al., 2011; McKhann et al., 2011). Nonostante non si tratti di un tipo di demenza, il MCI rappresenta un importante segnale di allarme, poiché la probabilità di progresso del deterioramento cognitivo lieve verso una demenza è stimata tra il 10% e il 15% (Albert et al., 2011).

La variabilità della frequenza cardiaca e l’invecchiamento

I cambiamenti nelle funzioni cognitive che si verificano durante l’invecchiamento non si presentano in modo isolato, ma sono correlati ad altri processi fisiologici che anch’essi vengono influenzati dall’età.

Ad esempio, con l’invecchiamento il cuore sperimenta una diminuzione della frequenza dei battiti cardiaci e il rilassamento ventricolare è più lento. Queste alterazioni cardiovascolari sono accompagnate anche da modificazioni strutturali e funzionali a livello cerebrale, nonché da una regolazione meno efficiente del sistema nervoso autonomo, che svolge un ruolo chiave nella regolazione fisiologica dell’organismo (Bozkurt et al., 2016). In questo contesto, è stata osservata un’associazione tra lo stato del sistema nervoso autonomo e le prestazioni cognitive negli adulti anziani (Shaffer & Venner, 2013). 

Con l’invecchiamento, diversi fattori contribuiscono al deterioramento del sistema cardiovascolare, aumentando così il rischio di malattie croniche come l’ipertensione arteriosa. Tra questi fattori di rischio vi sono la degenerazione progressiva delle arterie e l’accumulo di grasso nelle pareti vascolari, che riduce il diametro interno dei vasi sanguigni e ostacola un adeguato flusso ematico. In particolare, l’ipertensione nella popolazione anziana è una condizione altamente prevalente in questa fase della vita e è associata a un maggiore rischio di deterioramento cognitivo e di malattie neurodegenerative (Almeida-Santos et al., 2016).

Che cos’è l’HRV?

La variabilità della frequenza cardiaca (HRV) è un indicatore della regolazione del sistema nervoso autonomo, responsabile del controllo di funzioni involontarie come la respirazione, la digestione e la frequenza cardiaca. L’HRV è un fenomeno del ciclo cardiaco definito come la variazione del tempo in millisecondi tra i battiti cardiaci consecutivi ed è un segnale di quanto bene funzioni il sistema nervoso autonomo. Questa misura indica quanto l’organismo sia flessibile e adattabile nel rispondere a diverse situazioni e una maggiore variabilità indica una migliore regolazione (Acharya et al., 2006; Thayer et al., 2012). 

La regolazione autonoma globale del cuore diminuisce con l’invecchiamento, il che provoca una riduzione progressiva nella variabilità della frequenza cardiaca, riflettendo quindi una minore capacità dell’organismo di adattarsi e rispondere a diversi stimoli fisiologici (Almeida-Santos et al., 2016).

L’HRV può essere misurata mediante un elettrocardiogramma (ECG) o utilizzando un fotopletismografo (PPG), che rileva i cambiamenti nel volume del polso sanguigno. A partire da queste misurazioni della frequenza cardiaca, è possibile analizzare la variabilità della frequenza cardiaca (HRV) utilizzando diversi tipi di analisi, come l’analisi nel dominio del tempo o nel dominio della frequenza (Acharya et al., 2006). 

È stato dimostrato che un’elevata HRV è associata a un maggiore benessere psicologico, a una migliore autoregolazione emotiva e a un minor rischio di malattie fisiche e mentali. Al contrario, una bassa HRV può indicare un organismo meno flessibile, con minore capacità di adattarsi a situazioni impegnative o stressanti (Acharya et al., 2006; Moss, 2004).

Relazione tra la corteccia cerebrale, l’HRV e le funzioni cognitive

Alcune strutture cerebrali partecipano alla regolazione della frequenza cardiaca e dell’HRV. In particolare, alcune aree del cervello, come la corteccia prefrontale mediale e orbitale, aiutano a modulare la frequenza cardiaca attraverso il nervo vago (Williams et al., 2019).

Queste regioni cerebrali comunicano a loro volta con altre strutture, come l’amigdala e alcuni nuclei del tronco encefalico, che insieme regolano l’attività del cuore (Gianaros et al., 2004). Questo significa che l’HRV non solo riflette lo stato del sistema cardiovascolare, ma anche il grado di controllo che il cervello esercita sull’organismo.

A causa di questa relazione tra cervello e cuore, di conseguenza, quando c’è un problema in questo sistema di regolazione, il flusso sanguigno verso queste aree del cervello può essere compromesso, il che ne diminuisce la capacità di controllare adeguatamente il cuore. Cioè, dato che il cuore e il cervello sono strettamente connessi, i cambiamenti in uno di questi sistemi possono influenzare direttamente l’altro. 

In questo senso, un basso HRV è stato correlato a prestazioni inferiori in diverse funzioni cognitive:

1. Ad esempio, è stato riscontrato che un HRV ridotto è associato a un peggior rendimento sia nella memoria verbale a breve termine che a lungo termine.
2. Allo stesso modo, un HRV ridotto è stato collegato a una bassa performance linguistica, e i livelli di HRV a riposo si sono dimostrati predittori del rendimento attentivo.
3. È stata inoltre segnalata un’associazione tra un HRV inferiore e un peggior rendimento nelle funzioni esecutive, così come nelle abilità visuo-spaziali.
4. Inoltre, individui con basso HRV hanno mostrato prestazioni peggiori e un maggior deterioramento nella velocità di elaborazione.

Tuttavia, questi risultati devono essere interpretati con cautela, poiché esistono anche evidenze, sebbene in minor proporzione, che non confermano queste associazioni, il che suggerisce che sono necessarie ulteriori ricerche per chiarire la natura di questa relazione. (Forte et al., 2019; Thayer et al., 2012).

Conclusione

Alla luce di quanto esposto, nella seconda parte di questo articolo approfondiremo il biofeedback dell’HRV e come funziona, fornendo evidenze sui suoi effetti nel miglioramento del funzionamento cognitivo e considerazioni etiche.

Bibliografia

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