Ricerche

Il ferro è un argomento popolare nelle notizie di salute. I dottori lo prescrivono per motivi medici, ed è disponibile al banco come integratore dietetico. E mentre è noto che troppo poco ferro può causare problemi cognitivi, è anche noto che quando è troppo favorisce le malattie neurodegenerative.

Ora, ricercatori dell'University of California Los Angeles (UCLA) hanno scoperto che oltre a causare problemi cognitivi, una mancanza di ferro nei primi anni di vita può anche influenzare la struttura fisica del cervello.

Il professore di neurologia Paul Thompson dell'UCLA e i suoi colleghi hanno misurato negli adolescenti i livelli di transferrina, una proteina che trasporta ferro in tutto il corpo e il cervello, e hanno scoperto che questi livelli di transferrina sono legati a differenze rilevabili nelle strutture macro e micro del cervello quando gli adolescenti raggiungono l'età adulta giovane.

I ricercatori hanno anche individuato una serie di geni che influenzano sia i livelli di transferrina che la struttura cerebrale. La scoperta potrebbe far luce sui meccanismi neurali con cui il ferro influenza la cognizione, il neurosviluppo e la neurodegenerazione, hanno detto. I risultati appaiono nell'edizione online della rivista Proceedings of National Academy of Sciences.

Il ferro e le proteine che lo trasportano sono criticamente importanti per la funzione cerebrale. La carenza di ferro è la deficenza nutrizionale più comune in tutto il mondo, causando scarsi risultati cognitivi nei bambini in età scolare. Ma nell'anzianità il sovraccarico di ferro è associato a danni al cervello, e concentrazioni di ferro anormalmente elevate sono state trovate nel cervello di pazienti affetti da Alzheimer, di Parkinson e Huntington. Dato che sia una carenza che un eccesso di ferro possono influenzare negativamente la funzione cerebrale, è cruciale l'autoregolazione del corpo nel trasporto di ferro al cervello. Quando i livelli di ferro sono bassi, il fegato produce più transferrina per un maggioe trasporto di ferro.

I ricercatori volevano sapere se la struttura del cervello negli adulti sani dipende anche dai livelli di transferrina. "Abbiamo scoperto che il cablaggio del cervello negli adulti sani dipende dall'avere buoni livelli di ferro in adolescenza", ha detto Thompson, del Laboratorio UCLA di Neuro Imaging. "Questo collegamento è molto più forte di quanto ci aspettassimo, soprattutto perché stavamo osservando persone giovani e sane - nessuno di loro sarebbe considerato carente di ferro. Abbiamo anche trovato una connessione con un gene che spiega il fatto. Lo stesso gene sembra influenzare il cablaggio del cervello, questa è stata una grande sorpresa", ha detto.

Per valutare il volume del cervello e l'integrità, il team di Thompson ha raccolto le scansioni di risonanza magnetica di 615 adulti giovani sani, gemelli e fratelli, che avevano un'età media di 23 anni. Di questi soggetti, 574 sono stati scansionati con un tipo di risonanza magnetica chiamata "scansione a diffusione", che mappa le connessioni di mielina del cervello e la loro forza, o integrità. La mielina è la guaina grassa che ricopre gli assoni dei nervi del cervello, consentendo la conduzione efficiente degli impulsi nervosi, e il ferro svolge un ruolo chiave nella produzione di mielina.

Da otto a 12 anni prima dello studio di imaging attuale, i ricercatori hanno misurato i livelli di transferrina nel sangue dei soggetti. Speravano di determinare se la disponibilità di ferro nel periodo evolutivo fondamentale dell'adolescenza influenzava l'organizzazione del cervello più tardi nella vita. "L'adolescenza è un periodo di elevata vulnerabilità agli insulti del cervello e il cervello è ancora molto attivo nello sviluppo", ha detto Thompson.

Facendo la media dei livelli di transferrina dei soggetti, che erano stati valutati più volte - a 12, 14 e 16 anni - i ricercatori hanno stimato la disponibilità di ferro nel cervello durante l'adolescenza, ha detto. Il team ha scoperto che i soggetti che avevano elevati livelli di transferrina - un segno comune dei bassi livelli di ferro nella dieta di una persona - avevano cambiamenti strutturali nelle regioni del cervello che sono vulnerabili alla neurodegenerazione. E ulteriori analisi dei gemelli nello studio hanno rivelato che un insieme di geni influenzano sia i livello di transferrina che la struttura cerebrale.

Uno dei legami genetici - una variante specifica di un gene chiamato HFE, conosciuto per influenzare i livelli di transferrina nel sangue - è stato associato ad una ridotta integrità della fibra cerebrale, anche se i soggetti portatori di questa variante genica non avevano ancora mostrato alcun sintomo di malattia o deterioramento cognitivo. "Quindi questo è uno dei segreti profondi del cervello", ha detto Thompson. "Non si pensa che il ferro nella dieta possa modificare così tanto il cervello nell'adolescenza. Ma si scopre che è molto importante. Poichè la mielina velocizza la comunicazione cerebrale ed il ferro è di vitale importanza per produrre mielina, i bassi livelli di ferro nell'infanzia erodono le riserve cerebrali di cui si ha bisogno più tardi nella vita come protezione contro l'invecchiamento e l'Alzheimer. Questo è notevole, perché non stavamo studiando persone carenti di ferro, ma solo circa 600 persone normali in buona salute. Evidenzia la necessità di una dieta equilibrata nell'adolescenza, quando il centro di comando del tuo cervello sta ancora attivamente maturando".

I risultati, ha detto, possono aiutare i futuri studi su come il trasporto del ferro colpisce la funzione cerebrale, lo sviluppo e il rischio di neurodegenerazione.

La ricerca è stata finanziata dal National Institute of Child Health and Human Development; dall'Australia's National Health and Medical Research Council, dall'Achievement Rewards for College Scientists Foundation, dal National Institute of Mental Health, e dall'Australian Research Council Future Fellowship.

Fonte: Materiale della University of California - Los Angeles. Articolo originale scritto da Mark Wheeler.

Riferimento: N. Jahanshad, O. Kohannim, DP Hibar, JL Stein, KL McMahon, GI de Zubicaray, SE Medland, GW Montgomery, JB Whitfield, NG Martin, MJ Wright, AW Toga, PM Thompson. PNAS Plus: Brain structure in healthy adults is related to serum transferrin and the H63D polymorphism in the HFE gene. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2012; DOI: 10.1073/pnas.1105543109.

Pubblicato inScienceDaily il 12 Gennaio 2012 - Traduzione di Franco Pellizzari.

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