Ricerche
La carenza di glucosio nel cervello può scatenare l'Alzheimer
Uno dei primi segni dell'Alzheimer è una diminuzione dei livelli di glucosio nel cervello che appare nelle prime fasi del lieve deterioramento cognitivo, prima che comincino ad emergere i sintomi di problemi di memoria.
Però finora non era chiaro se è una causa o una conseguenza di una disfunzione neurologica.
Ma una nuova ricerca eseguita alla Temple University dimostra ora, in modo inequivocabile, che la privazione di glucosio nel cervello innesca l'insorgenza di un declino cognitivo, in particolare di disturbi della memoria.
"Negli ultimi anni, i progressi nelle tecniche di scansione, in particolare della tomografia ad emissione di positroni (PET), hanno permesso ai ricercatori di cercare i sottili cambiamenti nel cervello dei pazienti con diversi gradi di deterioramento cognitivo", ha spiegato Domenico Praticò MD, Professore del Center for Translational Medicine della Temple University. "Uno dei cambiamenti che è costantemente segnalato è una diminuzione della disponibilità di glucosio nell'ippocampo".
L'ippocampo ha un ruolo chiave nel memorizzare ed elaborare i ricordi. Tuttavia esso e altre aree del cervello si basano esclusivamente sul glucosio come carburante; senza glucosio, i neuroni patiscono e alla fine muoiono.
Il nuovo studio, pubblicato online il 31 gennaio su Translational Psychiatry, è il primo a collegare direttamente i disturbi della memoria alla deprivazione di glucosio nel cervello, in particolare attraverso un meccanismo che coinvolge l'accumulo della proteina 'tau fosforilata'.
"La tau fosforilata precipita e si aggrega nel cervello, formando grovigli e inducendo la morte neuronale", ha spiegato il dottor Praticò. In generale, una maggiore abbondanza di grovigli neurofibrillari tau è associata a una maggiore gravità della demenza.
Lo studio è anche il primo a identificare la proteina p38 come potenziale bersaglio farmacologico alternativo nel trattamento dell'Alzheimer. I neuroni attivano la proteina p38 in risposta alla carenza di glucosio, forse come meccanismo difensivo. Nel lungo periodo, tuttavia, la sua attivazione aumenta la fosforilazione della tau, peggiorando il problema.
Per studiare l'impatto della deprivazione di glucosio nel cervello, il team del dottor Praticò ha usato un modello di topo che ricapitola i deficit di memoria e la patologia tau dell'Alzheimer. A circa 4 o 5 mesi di età, alcuni degli animali sono stati trattati con 2-deossiglucosio (DG), un composto che impedisce al glucosio di entrare e di essere usato dalle cellule. Il composto è stato somministrato continuativamente ai topi, per diversi mesi. Gli animali sono stati poi valutati nella funzione cognitiva. In una serie di test del labirinto, per valutare la memoria, i topi privati di glucosio sono andati significativamente peggio delle loro controparti non trattate.
Quando sono stati esaminati al microscopio, i neuroni del cervello dei topi trattati per avere carenza di glucosio hanno mostrato una funzione sinaptica anormale, il che suggerisce che le vie di comunicazione neurali erano interrotte. Una particolare conseguenza ha avuto la riduzione significativa del potenziamento a lungo termine, il meccanismo che rafforza le connessioni sinaptiche per garantire la formazione e l'immagazzinamento della memoria.
Dopo ulteriori esami, i ricercatori hanno scoperto livelli alti di proteina tau fosforilata e un aumento drastico di morte cellulare nel cervello dei topi privati di glucosio. Per scoprire perché, il dottor Praticò ha preso in consideraizone la p38, che nel precedente lavoro il suo team aveva individuato come guida della fosforilazione della tau.
Nel nuovo studio, hanno scoperto che la compromissione della memoria si associata direttamente ad un aumento di attivazione della p38. "I risultati sono molto interessanti", ha detto il dottor Praticò. "Ci sono ora molte prove che suggeriscono che la p38 è coinvolta nello sviluppo dell'Alzheimer".
I risultati supportano anche l'idea che gli episodi di deprivazione di glucosio, piccoli e continui, sono dannosi per il cervello. "C'è un'alta probabilità che questi tipi di episodi siano legati al diabete, che è una condizione in cui il glucosio non può entrare nella cellula", ha spiegato. "L'insulino-resistenza nel diabete di tipo 2 è un fattore di rischio noto per la demenza".
Secondo il dottor Praticò, il passo successivo è inibire la p38 per vedere se si possono alleviare i deficit di memoria, nonostante la deprivazione del glucosio. "Si tratta di un percorso interessante di ricerca. Un farmaco che punta questa proteina potrebbe portare grandi benefici ai pazienti", ha aggiunto.
Fonte: Temple University (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: E Lauretti, J-G Li, A Di Meco and D Praticò. Glucose deficit triggers tau pathology and synaptic dysfunction in a tauopathy mouse model. Translational Psychiatry (2017) 7, e1020; Published online 31/01/2017. doi:10.1038/tp.2016.296
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