Un cervello del gruppo con lieve deterioramento cognitivo mostra meno trasportatori della serotonina (blu) rispetto al gruppo di controllo sano (Fonte: laboratorio di Gwenn Smith)In uno studio che ha esaminato scansioni cerebrali di persone con una lieve perdita di pensiero e di memoria, dei ricercatori della Johns Hopkins University riferiscono i segni di quantità inferiori di trasportatore della serotonina, un prodotto chimico naturale del cervello che regola l'umore, il sonno e l'appetito.

Studi precedenti condotti alla John Hopkins e in altri centri avevano dimostrato che le persone con Alzheimer e con declino cognitivo grave hanno una notevole perdita di neuroni di serotonina, ma quegli studi non avevano dimostrato se tali riduzioni sono una causa o un effetto della malattia. Secondo i ricercatori del nuovo studio, fatto su persone con segni molto precoci di declino della memoria, i risultati suggeriscono che la carenza di trasportatori della serotonina può guidare la malattia, piuttosto che essere una conseguenza.

La relazione sullo studio, pubblicata nel numero di settembre di Neurobiology of Disease, suggerisce anche che prevenire la perdita di serotonina, o introdurre un neurotrasmettitore sostitutivo, potrebbe rallentare o arrestare la progressione dell'Alzheimer e forse di altre demenze.

"Ora che abbiamo più evidenze che la serotonina è una sostanza chimica che sembra essere danneggiata presto dal declino cognitivo, sospettiamo che l'aumento della sua funzione nel cervello potrebbe impedire il peggioramento della perdita di memoria e rallentare la progressione della malattia", afferma Gwenn Smith PhD, professoressa di psichiatria e scienze comportamentali, e direttrice di psichiatria geriatrica e neuropsichiatria, alla Facoltà di Medicina della Johns Hopkins University.

Sappiamo che i livelli di serotonina più bassi e non in equilibrio con altre sostanze chimiche del cervello, come la dopamina, influenzano significativamente l'umore, in particolare la depressione, e i farmaci che bloccano il 'riassorbimento' della serotonina del cervello (chiamati SSRI) sono trattamenti specifici per alcune forme gravi di depressione e ansia.

La Smith osserva che i ricercatori hanno tentato con poco successo di trattare l'Alzheimer e la disfunzione cognitiva con antidepressivi come gli SSRI, che si legano ai trasportatori della serotonina. Ma poiché questi trasportatori sono a livelli molto inferiori nelle persone con Alzheimer, lei ipotizza che i farmaci possono non funzionare perché manca il loro obiettivo.

L'idea per lo studio della Smith è venuta dal lavoro della co-autrice Alena Savonenko MD/PhD, professoressa associata di patologia, e dei suoi colleghi, che hanno dimostrato che la perdita di neuroni di serotonina è associata a più grumi di proteine ​amiloidi nel cervello dei topi.

Per approfondire il ruolo della serotonina nella cognizione e nella malattia neurodegenerativa, il team di ricerca della Johns Hopkins ha usato la scansione cerebrale con tomografia a emissione di positroni  (PET) per esaminare i livelli di serotonina nel cervello delle persone con problemi cognitivi lievi, che possono essere i primi segni maligni dell'Alzheimer o di altre demenze.

Per lo studio, i ricercatori hanno abbinato 28 partecipanti con danno cognitivo lieve a 28 controlli sani. I partecipanti avevano un'età media di 66 anni e circa il 45% erano donne. Sono state considerate persone con lieve danno cognitivo quelle che hanno un declino leggero nella cognizione, soprattutto nella memoria, in termini di ricordare sequenze o di organizzare, e che hanno punteggi inferiori nei test come il California Verbal Learning Test, che richiede ai partecipanti di ricordare un elenco di parole correlate, ad esempio una lista degli acquisti. Secondo Smith, l'incapacità di eseguire questo test riflette accuratamente i cambiamenti della memoria e la disfunzione cognitiva che indicano l'Alzheimer.

Ogni partecipante è stato sottoposto a una scansione MRI e PET per misurare la struttura del cervello e i livelli di trasportatore della serotonina. Durante le scansioni PET, i partecipanti hanno ricevuto una sostanza chimica (simile in struttura ad un antidepressivo, ma una dose non abbastanza alta da avere un effetto farmacologico) marcata con un carbonio radioattivo. La sostanza chimica si lega al trasportatore di serotonina e lo scanner PET rileva la radioattività.

Quando un neurone invia un messaggio, rilascia il neurotrasmettitore della serotonina, che viene rilevato dal neurone successivo che riceve il messaggio. Dopo che questa transazione di impulso nervoso è completata, il trasportatore SERT della serotonina afferra la serotonina e la riporta nella cellula che ha inviato il messaggio, un processo metabolico segnato quindi dal flusso e riflusso della sostanza chimica.

Di norma, poiché le persone invecchiano, i neuroni della serotonina sono particolarmente vulnerabili alla neurodegenerazione, per cui quando questi neuroni muoiono i trasportatori si perdono e i livelli di serotonina scendono. Quanto più una persona invecchia, tanto più è probabile che abbia livelli più bassi di serotonina. Detto questo, i ricercatori hanno scoperto che le persone con lieve compromissione cognitiva avevano fino al 38 per cento in meno di SERT nel cervello rispetto ai coetanei sani. E non una sola persona con lieve compromissione cognitiva aveva livelli più alti di SERT rispetto al suo controllo sano.

Ogni partecipante si è anche sottoposto a test di apprendimento e memoria. Nel California Verbal Learning Test, su una scala da 0 a 80 (80 è la memoria migliore), i partecipanti sani hanno avuto un punteggio medio di 55,8, mentre quelli con lieve deterioramento cognitivo hanno ottenuto 40,5 in media.

Nel Brief Visuospatial Memory Test, i partecipanti hanno visto una serie di forme da ricordare e da disegnare in seguito. Su una scala compresa tra 0 e 36 (36 è il punteggio più alto), quelli sani hanno ottenuto una media di 20 e quelli con problemi cognitivi lievi 12,6 in media.

I ricercatori hanno quindi confrontato i risultati delle scansioni cerebrali del trasportatore di serotonina con i due test della memoria, e hanno scoperto che quelli che avevano i livelli più bassi di trasportatori della serotonina avevano anche punteggi più bassi nei test. Ad esempio, le persone con lieve compromissione cognitiva avevano il 37 per cento in meno di punteggio della memoria verbale e il 18 per cento in meno di livelli di SERT nell'ippocampo rispetto ai controlli sani.

La Smith dice che il suo gruppo sta studiando se le scansioni PET della serotonina possono essere un marcatore per rilevare la progressione della malattia, sia da solo che in combinazione con le scansioni che rilevano il raggruppamento delle proteine amiloidi che si accumulano nel cervello di coloro che hanno l'Alzheimer.

Secondo la Smith, visti i livelli ridotti dei trasportatori di serotonina, quando vogliamo puntare la malattia, l'opzione migliore può essere costituita dai recettori che rilevano la serotonina sulle cellule riceventi. Ci sono 14 tipi di recettori della serotonina usabili come obiettivi. Lei dice che un certo numero di farmaci sperimentali, che sono ora in studi clinici, sono stati progettati per puntare in altri modi la serotonina nel cervello, e possono avere più successo degli SSRI.

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