Ricerche
Insulina cruciale per apprendimento e memoria
L'insulina di solito è associata a disturbi come il diabete.
Ricercatori di Harvard dimostrano, in un articolo del 6 Febbraio su Neuron, che la via di segnalazione dell'insulina e i peptidi di tipo insulinico hanno un ruolo cruciale nel corpo: aiutano anche a regolare l'apprendimento e la memoria.
Oltre a mostrare la criticità dei peptidi insulinici nella regolazione dell'attività dei neuroni coinvolti nell'apprendimento e nella memoria, un team di ricercatori guidati da Yun Zhang (nella foto), Professore Associato di Biologia Evoluzionistica e degli Organismi, dimostra che l'interazione tra le molecole può definire se, e come, avviene l'apprendimento.
"Le persone associano l'insulina solo al diabete, ma ad essa sono associate molte sindromi metaboliche, con alcuni tipi di difetti cognitivi e disturbi comportamentali, come la depressione o la demenza", dice la Zhang. "Questo suggerisce che l'insulina e i peptidi di tipo insulinico possono avere un ruolo importante nella funzione neurale, ma finora è stato molto difficile fissare il meccanismo di base, perché questi peptidi non devono necessariamente funzionare attraverso le sinapsi che collegano i vari neuroni nel cervello".
Per arrivare a tale meccanismo, la Zhang e i colleghi si sono rivolti a un organismo il cui genoma e sistema nervoso sono ben descritti e molto accessibili dalla genetica: il verme C.elegans. Con strumenti genetici, i ricercatori hanno alterato i piccoli vermi trasparenti, eliminando la loro capacità di creare singoli composti di tipo insulinico. Questi nuovi vermi "mutanti" sono stati poi sottoposti a test per vedere se fossero riusciti ad imparare a non mangiare un particolare tipo di batteri che li infetta. I test hanno dimostrato che, anche se alcuni vermi hanno imparato ad evitare i batteri, altri non l'hanno fatto, suggerendo che la rimozione dello specifico composto di tipo insulinico ha bloccato la capacità dei vermi di imparare.
Però i ricercatori sono stati sorpresi di scoprire che non è stata solo la rimozione delle molecole che ha fatto perdere agli animali la capacità di apprendere, anche qualche peptide ha inibito l'apprendimento. "Non avevamo previsto di trovare regolatori sia positivi che negativi di questi peptidi", dice la Zhang. "Perché l'animale ha bisogno di questo regolamento bidirezionale dell'apprendimento? Una possibile spiegazione è che l'apprendimento dipende dal contesto.
Ci sono alcune cose che vogliamo imparare; ad esempio, i vermi in questi esperimenti volevano imparare che non dovevano mangiare questo tipo di di batteri infettivi. Questa è una regolazione positiva dell'apprendimento. Ma se avessero bisogno di mangiare per sopravvivere, anche se è cibo cattivo, avrebbero bisogno di un modo per eliminare questo tipo di apprendimento".
Ancora più sorprendente per Zhang e i suoi colleghi è stata la prova che le varie molecole di tipo insulinico potrebbero regolarsi l'una con l'altra. "Molti animali, compresi gli esseri umani, hanno svariate molecole insulino-simili e sembra che queste molecole possono agire come una rete", dice. "Ognuno di loro può avere un ruolo leggermente diverso nel sistema nervoso, e funzionano insieme per coordinare la segnalazione relativa all'apprendimento e alla memoria. Cambiando il modo in cui interagiscono le molecole, il cervello può mettere a punto l'apprendimento in una miriade di modi diversi".
La Zhang dice che in seguito spera di caratterizzare più peptidi insulino-simili in modo per capire meglio come interagiscono le varie molecole, e come agiscono sui circuiti neurali per l'apprendimento e la memoria. Capire come lavorano questi percorsi potrebbe un giorno contribuire allo sviluppo di un trattamento per una serie di disturbi cognitivi, tra cui la demenza.
"Le vie di segnalazione dell'insulina e i peptidi di tipo insulinico sono altamente conservati nei mammiferi, compresi gli esseri umani", dice la Zhang. "C'è anche qualche prova preliminare che il trattamento con l'insulina, in alcuni casi, può migliorare la funzione cognitiva. Questa è una ragione per cui noi crediamo che spiegare questo meccanismo ci aiuterà a capire meglio come funzionano i percorsi dell'insulina nel cervello umano".
Fonte: Harvard University.
Riferimento: Zhunan Chen, Michael Hendricks, Astrid Cornils, Wolfgang Maier, Joy Alcedo, Yun Zhang. Two Insulin-like Peptides Antagonistically Regulate Aversive Olfactory Learning in C. elegans. Neuron, 2013; 77 (3): 572 DOI: 10.1016/j.neuron.2012.11.025.
Pubblicato in Science Daily il 26 Febbraio 2013 - Traduzione di Franco Pellizzari.
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