Ricerche

La malattia dei vasi sanguigni microscopici che alimentano la sostanza bianca del nostro cervello è associata a una funzione cognitiva peggiore e a deficit di memoria negli individui con morbo di Alzheimer (MA), riferiscono degli scienziati.

"Il messaggio principale di questo studio è quella che chiamiamo patologia mista, formata da malattia microvascolare più MA, è associata a più danni cerebrali, a più danni alla sostanza bianca e a più infiammazione", afferma il dott. Zsolt Bagi, biologo vascolare nel dipartimento di fisiologia dell'Augusta University.

Le sue, e le recenti scoperte di altri, suggeriscono che alcune persone con MA, che hanno cambiamenti cerebrali ampiamente associati alla condizione, come le placche di amiloide, potrebbero non sviluppare la demenza senza questa disfunzione vascolare sottostante, secondo quanto hanno scritto i ricercatori su GeroScience.

"Noi proponiamo che, se si impedisce lo sviluppo del componente microvascolare, è possibile aggiungere quantomeno diversi anni di funzionamento normale alle persone con MA", afferma Bagi, coautore dello studio assieme al dott. Stephen Back, neurologo pediatrico, professore di ricerca pediatrica ed esperto di lesioni e riparazioni della materia bianca nel cervello in sviluppo e in quello adulto, della Oregon Health & Science University. "La buona notizia è che le malattie vascolari sono potenzialmente modificabili, riducendo i principali contributori come ipertensione, obesità, diabete e inattività".

Gli scienziati hanno esaminato il cervello di 28 persone che partecipavano allo studio Adult Changes in Thought (ACT), un'iniziativa congiunta del Kaiser Permanente Washington Research Institute e dell'Università di Washington, i cui scienziati hanno collaborato al nuovo studio.

L'ACT è uno studio longitudinale della salute cognitiva su volontari della zona di Seattle, che ha l'obiettivo di trovare i modi per ritardare o prevenire il declino della memoria. I partecipanti over-65, senza problemi cognitivi all'iscrizione, vengono seguiti fino alla loro morte e circa il 25% di loro accetta l'autopsia e di mettere a disposizione degli scienziati il DNA genomico tratto dal sangue, e/o il tessuto cerebrale.

Gli individui che agivano da controlli per lo studio non avevano indicazione del MA o di malattia vascolare nel cervello. Altri gruppi avevano il MA senza malattia vascolare, malattia vascolare senza indicatori di MA o sia MA che malattia vascolare.

I ricercatori si sono concentrati sulla materia bianca, che rappresenta circa il 50% della massa cerebrale, consente a diverse regioni del cervello di comunicare ed è ricca di bracci lunghi chiamati assoni che collegano i neuroni tra loro e ad altre cellule in tutto il corpo, come le cellule muscolari. Un altro obiettivo erano le arteriole microscopiche che alimentano direttamente la sostanza bianca con sangue, ossigeno e nutrienti.

Volevano testare la loro teoria secondo cui quando queste arteriole sottili come un capello hanno difficoltà a dilatarsi e quindi a supportare questa parte del cervello, insorgono cambiamenti nella materia bianca che sono evidenti nelle risonanze magnetiche più sofisticate, specialmente quando problemi microvascolari coesistono con i cambiamenti del cervello tipici del MA.

Hanno scoperto che le arteriole di coloro a cui era stato diagnosticato il MA e la disfunzione di queste piccole arterie avevano una capacità compromessa di dilatarsi in risposta alla bradichinina, un potente dilatatore dei vasi sanguigni, rispetto a quelli senza disfunzione microvascolare. I problemi di dilatazione erano associati a lesioni alla materia bianca e ai cambiamenti alla sua struttura che erano visibili alla risonanza magnetica.

Anche l'espressione del precursore per il dilatatore del vaso sanguigno altrettanto potente, monossido di azoto, era ridotta in questi individui con entrambe le condizioni, mentre l'espressione del superossido che genera NOX1, che danneggia i vasi sanguigni, era aumentata.

La disfunzione delle arteriole era associata anche a una maggiore lesione della sostanza bianca in base a ciò che era visibile su quelle scansioni di risonanza magnetica sofisticate e all'aumento del numero di cellule cerebrali, chiamate astrociti, che supportano i neuroni. Gli investigatori avevano in precedenza riferito un aumento di questi astrociti nel cervello con i cambiamenti microvascolari. Questa volta hanno visto che quando erano presenti sia il MA che i cambiamenti microvascolari, gli astrociti diventavano più reattivi, infiammatori e dannosi.

I colleghi della Oregon Health & Science University, guidati da Back, hanno esaminato lo stesso tessuto cerebrale con una sofisticata tecnica di risonanza magnetica chiamata scansione a tensore di diffusione, che usa la diffusione dell'acqua tra le cellule per mostrare la microstruttura della materia bianca e la sua connettività.

Non hanno potuto visualizzare singole arteriole perché sono troppo piccole - circa 30 micron o 0,03 mm - da vedere senza microscopio. Ma hanno potuto vedere il danno alla sostanza bianca derivante dalla malattia delle arteriole e hanno trovato ancora una volta la correlazione tra la compromissione vascolare e il danno ai tessuti descritto da Bagi con la visualizzazione diretta del tessuto. Questo tipo di malattia dei vasi sanguigni era presente nel 50% dei cervelli studiati e altri studi di autopsia hanno indicato un tasso altrettanto elevato.

In quelli con meno indicatori di cambiamenti cerebrali, hanno scoperto che le arteriole potevano dilatarsi meglio e quell'area del cervello aveva una migliore connettività e meno danni evidenti sulla risonanza magnetica post mortem.

La capacità compromessa di dilatarsi di questi piccoli vasi nella materia bianca è nota per essere associata a lesioni alla materia bianca, come quella visibile sulle scansioni MRI specializzate. E ci sono prove sia negli studi di laboratorio che umani che questa disfunzione vascolare non peggiora, ma ha un ruolo nello sviluppo del declino cognitivo e della demenza nelle persone con MA, scrivono gli investigatori.

In effetti, la disfunzione vascolare può essere presente prima del danno al tessuto cerebrale e della disfunzione cognitiva. Nella ricerca sugli animali allevati per sviluppare il MA, ad esempio, ci sono prove di problemi con la microvascolatura nelle aree del cervello associate al MA, come l'ippocampo, un centro di apprendimento e memoria, in giovane età.

Il nuovo lavoro conferma il concetto crescente secondo cui una malattia dei piccoli vasi sanguigni può aiutare a prevedere la gravità della demenza e/o che l'uso della RM DTI può aiutare a identificare i pazienti con malattia sufficientemente precoce da permettere a strategie che riducono o rallentano la malattia dei vasi capillari di posticipare o ridurre la loro perdita cognitiva. La tecnica potrebbe anche aiutare a valutare il potenziale vantaggio dell'intervento.

"Questi individui in particolare potrebbero trarre benefici se si esercitassero, controllassero il livello di zucchero nel sangue e controllassero la loro pressione sanguigna", afferma Bagi.

Alcuni pazienti con MA sono noti per avere iperintensità di materia bianca sulla RM, aree danneggiate sostanzialmente che si presentano particolarmente luminose sulla scansione e sono associate a problemi come la demenza. Una percentuale significativa di individui con MA ha anche condizioni come alti livelli lipidici nel sangue e ipertensione che sono noti per compromettere la funzione dei vasi sanguigni, inclusa la vascolarizzazione più piccola, nota Bagi.

La malattia dei piccoli vasi sanguigni nel cervello è anche comune nell'invecchiamento e può indicare un aumento del rischio di problemi come ictus o demenza. Scansioni cerebrali sofisticate indicano spesso anche microinfarti, sostanzialmente degli ictus microscopici, che tendono ad aumentare con l'età e sono associati alla compromissione della memoria.

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