Nel cuore dell’uomo si sono verificati importanti cambiamenti fin da quando le persone sono passate dalla caccia e dal foraggiamento all’agricoltura e alla vita moderna. Di conseguenza, i cuori umani sono ora meno “scimmieschi” e più adatti ai vari tipi di attività di resistenza. Ma cosa è successo a causa dell’evoluzione del cuore? Nel corso della storia l’organo è diventato sempre più diverso da quello degli scimpanzé, si è allungato, si è ingrandito per affrontare meglio delle attività con un maggiore livello di resistenza e durata. Ma questo significa anche che coloro che conducono vite sedentarie sono a maggior rischio di malattie cardiache.

Queste sono le principali conclusioni di uno studio unico condotto da Aaron L. Baggish, MD, direttore del Programma di prestazioni cardiovascolari del Massachusetts General Hospital (MGH). Baggish e i suoi collaboratori hanno esaminato in che modo i cuori delle scimmie differiscono da quelli degli umani, perché esistono queste differenze e cosa significa per la salute umana.

Hanno misurato e confrontato la funzione cardiaca nelle scimmie e in quattro gruppi di umani (che vanno dai sedentari ai corridori d’élite). La loro ricerca è presentata nel numero di settembre 2019 di Proceedings of National Academy of Sciences degli Stati Uniti d’America (PNAS). I collaboratori di Baggish su questo articolo includevano Robert E. Shave, PhD, School of Health and Exercise Sciences, University of British Columbia; e Daniel E. Lieberman, PhD, Dipartimento di Biologia evolutiva umana, Università di Harvard.

Gli scimpanzé sono i parenti più stretti conosciuti dall’uomo, basati su genetica e studi evolutivi. Ci sono, ovviamente, alcune forti differenze tra queste specie. Ad esempio, in termini di sforzo, gli scimpanzé si impegnano principalmente in brevi esplosioni di attività, come arrampicata e combattimento, che esercitano un’intensa pressione sul cuore ma solo per un tempo limitato. Al contrario, si ritiene che, fino alla rivoluzione industriale, gli umani fossero attivi per periodi più lunghi al fine di cacciare e coltivare. Si ritiene che la sopravvivenza degli esseri umani preindustriali dipendesse da un’attività di resistenza moderata e di tipo endurance (ad esempio caccia, raccolta e agricoltura).

È anche noto che alcune caratteristiche fisiche del cuore cambiano in risposta a determinate sfide fisiche. Camminare e correre, ad esempio, richiedono più sangue per essere pompato e fornire carburante ai muscoli attivi. Al contrario, uno sforzo breve ma intenso da attività come l’arrampicata o il combattimento, crea pressione nel cuore, che nel tempo può far sì che le camere cardiache sviluppino pareti più rigide e spesse.

“Il cuore si rimodella in risposta a due forze principali: pressione e volume“, afferma Baggish. Di conseguenza, “Gli umani hanno cuori più lunghi, più sottili e con pareti più flessibili, mentre gli scimpanzé hanno cuori più piccoli con pareti più spesse“. Ciò che Baggish e i suoi collaboratori volevano sapere era: queste differenze potrebbero essersi evolute in risposta ai nuovi livelli di attività degli umani? E se sì, quali implicazioni ha oggi sulla salute umana?

Utilizzando un gruppo di oltre 160 partecipanti allo studio, i ricercatori hanno condotto studi dettagliati sulla funzione cardiaca, compresa la misurazione della pressione arteriosa e l’uso degli ultrasuoni per esaminare la struttura e la funzione del cuore durante molte attività diverse. I loro soggetti erano equamente divisi in corridori d’élite, giocatori di football americano, agricoltori e persone che si dedicano a poca attività fisica. Hanno fatto misurazioni simili in circa 40 scimpanzé semibradi e cinque gorilla.

ll cuore umano si è evoluto nel corso di centinaia di migliaia di anni man mano che i nostri livelli di attività sono diventati gradualmente più sostenuti

“L’obiettivo era quello di confrontare la struttura e la funzione del cuore in ciascun” tipo “- se il soggetto fosse molto attivo, a malapena attivo“, afferma Baggish. Inoltre, i ricercatori hanno cercato di determinare se l’adattamento alla pressione o al volume è a scapito della capacità di gestire la forma alternativa di stress. L’obiettivo era vedere cosa ha comportato l’evoluzione del cuore e se esiste un compromesso tra l’avere un cuore adattato per la resistenza e quello di avere un rendimento migliore per brevi sforzi di intensa attività. O il cuore potrebbe adattarsi ad entrambi?

Baggish e i suoi collaboratori hanno scoperto che, in effetti, i cuori umani sembrano essersi evoluti meglio nel gestire attività di tipo endurance, rispetto a brevi periodi intensi. I ricercatori hanno anche confermato che le persone che si allenano specificamente per gli sport di resistenza hanno un cuore con ventricoli sinistri più lunghi, più grandi e più elastici, che è la parte del cuore che pompa il sangue verso il corpo. Quelle caratteristiche, e altre, rendono il cuore più in grado di far fronte a pompare maggiori volumi di sangue per un tempo prolungato. Al contrario, le persone sedentarie, anche in età relativamente giovane, hanno cuori che appaiono più “simili a scimmie” che sono più adatti a far fronte a brevi esplosioni di alta attività.

Questi risultati aiutano a rispondere a questa domanda sull’evoluzione del cuore. “Il cuore umano si è evoluto nel corso di centinaia di migliaia di anni man mano che i nostri livelli di attività sono diventati gradualmente più sostenuti“, afferma Baggish. “Ora capiamo che il cuore umano, unito ai cambiamenti nel sistema muscolo-scheletrico e termoregolatorio, si è evoluto per facilitare l’attività di resistenza estesa piuttosto che spruzzi di intenso sforzo.”

Questo studio ha importanti implicazioni per la comprensione della salute del cuore oggi. Ad esempio, le persone che vivono uno stile di vita sedentario sembrano sviluppare più cuori simili a scimmie e sono più inclini all’ipertensione. Tale processo patologico provoca quindi ulteriori cambiamenti e un circuito di feedback negativo che aumenta il rischio di malattia.

Questo studio è stato unico per diversi motivi, afferma Baggish. “Non solo siamo stati in grado di studiare la funzione cardiaca in tre tipi di primati, ma abbiamo anche avuto l’opportunità di lavorare con persone che sono tra gli ultimi gruppi di agricoltori realmente basati sulla sussistenza, il Tarahumara nei Copper Canyon del Messico.”


Riferimenti:

  1. Robert E. Shave, Daniel E. Lieberman, Aimee L. Drane, Marcel G. Brown, Alan M. Batterham, Steven Worthington, Rebeca Atencia, Yedra Feltrer, Jennifer Neary, Rory B. Weiner, Meagan M. Wasfy e Aaron L Baggish. Selezione delle capacità di resistenza e il compromesso tra pressione e volume nell’evoluzione del cuore umanoPNAS , 2019 DOI: 1073 / pnas.1906902116