Iscriviti alla newsletter



Registrati alla newsletter (giornaliera o settimanale):
Ricevi aggiornamenti sulla malattia, gli eventi e le proposte dell'associazione. Il tuo indirizzo email è usato solo per gestire il servizio, non sarà mai ceduto ad altri.


Il ruolo dei mitocondri nel modellare i circuiti della memoria

Una nuova ricerca ha scoperto un meccanismo mitocondriale cruciale che supporta la plasticità cerebrale.

CA2 neurons in mice Scoperto un meccanismo mitocondriale che aiuta a spiegare come i neuroni CA2, come quelli evidenziati qui, funzionano nei topi. (Fonte: Shannon Farris / Virginia Tech)

Neuroscienziati del Fralin Biomedical Research Institute della Virginia Tech di Roanoke (Virginia, USA) hanno scoperto un processo mitocondriale che supporta le cellule cerebrali fondamentali per l'apprendimento, la memoria e il riconoscimento sociale. La ricerca, guidata dall'assistente prof.ssa Shannon Farris, ha esaminato su topi modello la regione CA2 dell'ippocampo, un'area specializzata nel centro di memoria del cervello, essenziale per la memoria di riconoscimento sociale.


Lo studio pubblicato su Scientific Reports, rivela il ruolo critico dell'uniporter di calcio mitocondriale (MCU), una proteina che regola il flusso di calcio nei mitocondri, nel consentire ai neuroni di rafforzare le connessioni. Questo processo, noto come plasticità sinaptica, è fondamentale per la funzione cognitiva e per l'apprendimento adattivo.


"I nostri risultati evidenziano un meccanismo mitocondriale distinto che aiuta a spiegare come funzionano i neuroni CA2, che può contribuire al suo ruolo nella cognizione sociale e alla sua vulnerabilità in alcuni disturbi neurologici", ha affermato Farris.

 

Ruolo unico della regione CA2 nella memoria sociale

La regione CA2 dell'ippocampo è un nucleo piccolo ma cruciale per il riconoscimento sociale, che è la capacità di ricordare e distinguere gli individui. A differenza delle regioni dell'ippocampo vicine, i neuroni CA2 resistono a determinate forme di plasticità sinaptica, sollevando domande intriganti sulla loro funzione specializzata.


La Farris e il suo team hanno scoperto che i mitocondri nei neuroni CA2 non sono uniformi, ma hanno struttura e funzione che variano a seconda della loro posizione all'interno del neurone. I mitocondri nelle estremità più lontane dei dendriti dei neuroni - nelle connessioni di ingresso sinaptiche più esterne - sono altamente specializzati e dipendono fortemente dall'MCU per controllare la loro attività.


Per esplorare questo, i ricercatori hanno eliminato il gene MCU nei neuroni CA2 di topi geneticamente modificati. Ciò ha causato un'interruzione della plasticità nelle sinapsi più esterne, mentre quelle più vicine al corpo cellulare non sono state influenzate.


"Ciò suggerisce che la diversità mitocondriale non è solo una stranezza biologica", ha detto la Farris. "È una caratteristica fondamentale che consente a diverse parti dello stesso neurone di funzionare in modi distinti".

 

Potenziali implicazioni per Alzheimer e disturbo dello spettro autistico

La disfunzione mitocondriale è sempre più riconosciuta come un importante contributo a disturbi neurologici come il morbo di Alzheimer (MA), l'autismo, la schizofrenia e la depressione. Le sinapsi hanno bisogno di molta energia per rimanere connesse ed elaborare le informazioni. Quando i mitocondri non funzionano correttamente, possono interrompere la capacità funzionale di questi canali di comunicazione delle cellule, portando a problemi con il pensiero e la memoria.


È noto che le sinapsi più esterne, più distanti, sono tra le prime connessioni sinaptiche colpite dal MA. I risultati suggeriscono che la funzione di MCU nei neuroni CA2 può contribuire a questa debolezza iniziale, offrendo potenziali informazioni sul perché questo circuito è particolarmente suscettibile alla neurodegenerazione.


"Comprendere perché i mitocondri nei neuroni CA2 sono diversi, e come falliscono, potrebbe aiutarci a progettare terapie per proteggere o ripristinare la funzione in specifiche regioni cerebrali", ha affermato la Farris.


Oltre al MA, lo studio solleva domande più ampie su come la diversità mitocondriale può influenzare altri disturbi neurologici. La capacità dei neuroni di perfezionare le proprietà mitocondriali potrebbe essere un fattore critico nella comprensione dell'autismo, in cui la disfunzione in CA2 potrebbe essere collegata ai deficit sociali noti che si verificano in questo spettro.

 

Decodificare la funzione mitocondriale nei circuiti neurali

Questo studio fa avanzare la comprensione della biologia mitocondriale e supera un ostacolo tecnico nella valutazione dei mitocondri nei tessuti cerebrali densi e diversi, hanno affermato i ricercatori. Attraverso la microscopia elettronica e l'intelligenza artificiale per identificare imparzialmente solo i mitocondri dendritici all'interno dello strato sinaptico denso, il team della Farris ha mappato la struttura mitocondriale nei dendriti dei neuroni CA2 ad alta risoluzione spaziale con estrema precisione su aree milimetriche.


L'analisi ha rivelato che i mitocondri con deficit di MCU erano più piccoli e più frammentati, un cambio strutturale che potrebbe essere alla base della compromissione della loro capacità di supportare la funzione sinaptica. Più in generale, lo studio sfida il presupposto di lunga data che i mitocondri funzionino allo stesso modo in tutte le parti del neurone.


Al contrario, i neuroni possono modificare attivamente le proprietà mitocondriali per ottimizzare la funzione in sinapsi specifiche, un concetto che potrebbe rimodellare la nostra comprensione della regolazione dell'energia e della plasticità neurale.


"Questi risultati sfidano il presupposto di lunga data che i mitocondri funzionano in modo uniforme all'interno dei dendriti", ha affermato Katy Pannoni, ricercatrice senior nel laboratorio della Farris e prima autrice dello studio. "Invece, il nostro lavoro suggerisce che i mitocondri sono altamente specializzati per supportare le esigenze distinte di diversi circuiti neurali".


Applicando l'intelligenza artificiale per analizzare set di dati di microscopia elettronica su larga scala, il team di ricerca ha quantificato la struttura mitocondriale e la distribuzione nei vari circuiti su una scala irraggiungibile con metodi manuali convenzionali. Questo nuovo approccio consentirà agli studi futuri di studiare la funzione mitocondriale con maggiore precisione e profondità di analisi.

 

Il futuro della ricerca mitocondriale

Questa scoperta apre nuove vie da considerare per potenziali terapie, in particolare per i disturbi neurologici in cui i deficit energetici indeboliscono le connessioni cerebrali. Rivelando come i mitocondri supportano la plasticità neurale, la ricerca della Farris pone le basi per strategie che preservano la funzione cerebrale e rallentano la neurodegenerazione.


In seguito, il suo team indagherà su come i mitocondri nei neuroni CA2 sviluppano le loro proprietà specializzate e se esistono adattamenti simili in altre regioni cerebrali. Puntano anche a esplorare strategie terapeutiche che potrebbero rafforzare la salute mitocondriale e proteggere i neuroni dalle malattie.


"Più comprendiamo la diversità mitocondriale, più ci avviciniamo a svelare il modo in cui il cervello impara, ricorda e si adatta e come possiamo mantenerlo sano", ha detto la Farris.

 

 

 


Fonte: Virginia Polytechnic Institute and State University (> English) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: KE Pannoni, [+8], S Farris. MCU expression in hippocampal CA2 neurons modulates dendritic mitochondrial morphology and synaptic plasticity. Sci Rep, 2025, DOI

Copyright: Tutti i diritti di testi o marchi inclusi nell'articolo sono riservati ai rispettivi proprietari.

Liberatoria: Questo articolo non propone terapie o diete; per qualsiasi modifica della propria cura o regime alimentare si consiglia di rivolgersi a un medico o dietologo. Il contenuto non rappresenta necessariamente l'opinione dell'Associazione Alzheimer OdV di Riese Pio X ma solo quella dell'autore citato come "Fonte". I siti terzi raggiungibili da eventuali collegamenti contenuti nell'articolo e/o dagli annunci pubblicitari sono completamente estranei all'Associazione, il loro accesso e uso è a discrezione dell'utente. Liberatoria completa qui.

Nota: L'articolo potrebbe riferire risultati di ricerche mediche, psicologiche, scientifiche o sportive che riflettono lo stato delle conoscenze raggiunte fino alla data della loro pubblicazione.


 

 

Notizie da non perdere

Con l'età cala drasticamente la capacità del cervello di eliminare le pro…

31.07.2015 | Ricerche

Il fattore di rischio più grande per l'Alzheimer è l'avanzare degli anni. Dopo i 65, il rischio r...

Gli interventi non farmacologici per l'Alzheimer sono sia efficaci che co…

19.04.2023 | Ricerche

Un team guidato da ricercatori della Brown University ha usato una simulazione al computer per di...

Perché dimentichiamo? Nuova teoria propone che 'dimenticare' è in re…

17.01.2022 | Ricerche

Mentre viviamo creiamo innumerevoli ricordi, ma molti di questi li dimentichiamo. Come m...

I dieci psicobiotici di cui hai bisogno per un cervello felice

9.09.2019 | Esperienze & Opinioni

Psicobiotici? Cosa sono gli psicobiotici?? Bene, cosa penseresti se io dicessi che la tu...

Qualità della vita peggiora quando l'Alzheimer è complicato dal cancro

28.04.2023 | Esperienze & Opinioni

Che considerazioni si possono fare per una persona con Alzheimer che riceve anche la diagnosi di can...

36 abitudini quotidiane che riducono il rischio di Alzheimer

2.07.2018 | Esperienze & Opinioni

Sapevi che mangiare carne alla griglia potrebbe aumentare il rischio di demenza? O che s...

Demenze: forti differenze regionali nell’assistenza, al Nord test diagnostici …

30.01.2024 | Annunci & info

In Iss il Convegno finale del Fondo per l’Alzheimer e le Demenze, presentate le prime linee guida...

10 cose da non fare con i malati di Alzheimer

10.12.2015 | Esperienze & Opinioni

Mio padre aveva l'Alzheimer.

Vederlo svanire è stata una delle esperienze più difficili d...

LipiDiDiet trova effetti ampi e duraturi da intervento nutrizionale all'i…

9.11.2020 | Ricerche

Attualmente non esiste una cura nota per la demenza, e le terapie farmacologiche esisten...

Convalidare il sentimento aiuta meglio di criticare o sminuire

30.03.2020 | Ricerche

Sostenere i tuoi amici e la famiglia può aiutarli a superare questi tempi di incertezza...

I dieci fattori legati a un aumento del rischio di Alzheimer

27.07.2020 | Esperienze & Opinioni

Anche se non c'è ancora alcuna cura, i ricercatori stanno continuando a migliorare la co...

Identificata nuova forma di Alzheimer ad esordio molto precoce

16.06.2020 | Ricerche

Ricercatori della Mayo Clinic hanno definito una forma di morbo di Alzheimer (MA) che co...

Scoperta importante sull'Alzheimer: neuroni che inducono rumore 'cop…

11.06.2020 | Ricerche

I neuroni che sono responsabili di nuove esperienze interferiscono con i segnali dei neu...

I possibili collegamenti tra sonno e demenza evidenziati dagli studi

24.11.2017 | Ricerche

Caro Dottore: leggo che non dormire abbastanza può aumentare il rischio di Alzheimer. Ho avuto pr...

Effetti della carenza di colina sulla salute neurologica e dell'intero si…

23.01.2023 | Ricerche

Assorbire colina a sufficienza dall'alimentazione è cruciale per proteggere il corpo e il cervello d...

LATE: demenza con sintomi simili all'Alzheimer ma con cause diverse

3.05.2019 | Ricerche

È stato definito un disturbo cerebrale che imita i sintomi del morbo di Alzheimer (MA), ...

Cibo per pensare: come la dieta influenza il cervello per tutta la vita

7.10.2024 | Esperienze & Opinioni

Una quantità di ricerche mostra che ciò che mangiamo influenza la capacità del corpo di ...

Cerca il tuo sonno ideale: troppo e troppo poco legati al declino cognitivo

28.10.2021 | Ricerche

Come tante altre cose buone della vita, il sonno fa meglio se è moderato. Uno studio plu...

Come una collana di perle: la vera forma e funzionamento dell'assone dei …

30.12.2024 | Ricerche

Con un nuovo studio provocatorio, degli scienziati sfidano un principio fondamentale nel...

Il gas da uova marce potrebbe proteggere dall'Alzheimer

15.01.2021 | Ricerche

La reputazione dell'[[acido solfidrico]] (o idrogeno solforato), di solito considerato v...

Logo AARAssociazione Alzheimer OdV
Via Schiavonesca 13
31039 Riese Pio X° (TV)

Seguici su

 
enfrdeites

We use cookies

We use cookies on our website. Some of them are essential for the operation of the site, while others help us to improve this site and the user experience (tracking cookies). You can decide for yourself whether you want to allow cookies or not. Please note that if you reject them, you may not be able to use all the functionalities of the site.