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Serotonina media la nascita di nuovi neuroni indotta dall'esercizio
Topolino su cilindro rotante. (Photo Credit: Friederike Klempin & Daniel Beis/ Copyright: MDC)I topi che si esercitano nei cilindri rotanti mostrano una maggiore neurogenesi [= nascita di nuovi neuroni] nel cervello. E' fondamentale per questo processo la segnalazione della serotonina.
Questi sono i risultati di uno studio condotto dai Dott. Friederike Klempin e Daniel Beis e dalla Dott.ssa Natalia Alenina del gruppo di ricerca guidato dal professor Michael Bader del Max Delbrück Center (MDC) di Berlin-Buch.
E' stato sorprendente notare che i topi privi di serotonina del cervello, a causa di una mutazione genetica, mostravano una normale neurogenesi al basale. Tuttavia, in questi topi con deficit di serotonina, la proliferazione indotta dall'attività era compromessa, e la corsa sul cilindro rotante non ha indotto una maggiore generazione di nuovi neuroni.
Gli scienziati sanno da tempo che l'esercizio fisico induce la neurogenesi in una regione specifica del cervello, l'ippocampo. Tuttavia, fino a questo studio, il meccanismo sottostante non era compreso in pieno. L'ippocampo ha un ruolo importante nell'apprendimento e nella memoria ed è una delle regioni cerebrali dove si generano nuovi neuroni per l'intera vita.
La serotonina favorisce la maturazione delle cellule precursori
I ricercatori hanno dimostrato che i topi con capacità di produrre serotonina sono suscettibili di rilasciare una quantità maggiore di questo ormone durante l'esercizio, che a sua volta aumenta la proliferazione cellulare di cellule precursori nell'ippocampo. Inoltre, la serotonina sembra facilitare la transizione da staminali a cellule progenitrici che diventano neuroni nel cervello adulto del topo.
Per il Dott. Klempin e la Dott.ssa Alenina era sorprendente che fosse presente una normale neurogenesi basale nei topi che, a causa di una mutazione genetica, non possono produrre serotonina nel cervello. Tuttavia, hanno notato che alcune delle cellule staminali, nei topi con deficit di serotonina, muoiono o non riescono a diventare neuroni. Eppure questi animali sembrano avere un meccanismo che permette di compensare il deficit, in quanto le cellule progenitrici (uno stadio intermedio nello sviluppo di una cellula da staminale a neurone) si dividono più frequentemente. Secondo i ricercatori, questo serve a mantenere l'insieme di queste cellule.
Tuttavia, il gruppo dei topi sul cilindro rotante che non producono serotonina non ha evidenziato un aumento della neurogenesi indotta dall'esercizio fisico. Il meccanismo di compensazione non è riuscito a seguire l'attività. I ricercatori concludono: "La serotonina non è necessariamente richiesta per la generazione basale di nuovi neuroni nel cervello adulto, ma è essenziale per la neurogenesi ippocampale indotta dall'esercizio fisico".
Speranza di nuovi approcci per trattare la depressione e la perdita di memoria degli anziani
La carenza di serotonina, volgarmente definita "molecola della felicità", è considerata nel contesto delle teorie che collegano la grave depressione al calo di neurogenesi del cervello adulto. "I nostri risultati potrebbero contribuire, potenzialmente, a sviluppare nuovi approcci per prevenire e curare la depressione e il declino derivante dall'età nell'apprendimento e nella memoria", concludono il Dott. Klempin e la Dott.ssa Alenina.
Fonte: Helmholtz Association of German Research Centres.
Riferimento: F. Klempin, D. Beis, V. Mosienko, G. Kempermann, M. Bader, N. Alenina. Serotonin Is Required for Exercise-Induced Adult Hippocampal Neurogenesis. Journal of Neuroscience, 2013; 33 (19): 8270 DOI: 10.1523/JNEUROSCI.5855-12.2013.
Pubblicato in Science Daily il 13 Maggio 2013 (> English version) - Traduzione di Franco Pellizzari.
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