Declino cognitivo dipende dall'energia disponibile per le sinapsi

04 December 2013

I cambiamenti nel sistema nervoso e il declino cognitivo dipendente dall'età sono strettamente legati, ma fino a poco tempo fa si pensava che derivassero dalla perdita di neuroni in aree come la corteccia prefrontale, la parte del cervello importante nella memoria di lavoro.

Una serie di documenti di ricerca ha dimostrato che il concetto di "perdita di neuroni" semplicemente non è vero. Ora scienziati del Mount Sinai hanno cominciato a guardare altrove, concentrandosi invece sulla salute sinaptica della corteccia prefrontale. Il loro lavoro, pubblicato online nel numero del 2 Dicembre della rivista peer-reviewed Proceedings of National Academy of Sciences, dimostra che la salute sinaptica nel cervello è strettamente legata al declino cognitivo. Inoltre, gli scienziati mostrano che gli estrogeni ripristinano la salute sinaptica e migliorano anche la memoria di lavoro.

"Siamo sempre più convinti che, per prevenire il declino cognitivo correlato all'età e all'Alzheimer, è di fondamentale importanza mantenere la salute sinaptica quando invecchiamo, piuttosto che recuperare la cognizione più tardi", ha detto l'autore senior dello studio, John Morrison, PhD, docente di Scienze di Base e professore del Dipartimento Fishberg di Neuroscienze e del Friedman Brain Institute, alla Scuola di Medicina Icahn del Mount Sinai Medical Center di New York.

Lo studio ha associato una scarsa memoria di lavoro nelle scimmie rhesus, giovani e anziane, ad una maggiore incidenza di mitocondri malformati nei terminali presinaptici. In particolare, questi terminali contenenti mitocondri a forma di ciambella formano dei contatti sinaptici più piccoli e più deboli, rispetto a quelli con mitocondri sani o rettilinei. Sia la memoria di lavoro che la malformazione dei mitocondri sono stati invertiti dal trattamento con estrogeni.

"Ci siamo entusiasmati nel vedere che la presenza di questi mitocondri a forma di ciambella può essere invertita con gli estrogeni, che hanno effetti antiossidanti riconosciuti", ha detto Yuko Hara, PhD, primo ricercatore, e Assistante Professore al Dipartimento di Neuroscienze Fishberg, nella Scuola di Medicina Icahn del Mount Sinai.

I ricercatori hanno studiato 29 scimmie Rhesus giovani e anziane, addestrate ad eseguire un test della memoria di lavoro denominato Test di Risposta Ritardata (Delayed Response Test). Hanno poi esaminato i mitocondri della corteccia prefrontale, in particolare quelli che forniscono energia alle sinapsi, e il loro ruolo nella memoria di lavoro. La memoria di lavoro richiede un'attivazione ad alto consumo di energia delle cellule nervose nella corteccia prefrontale, attraverso la complessa disposizione delle sinapsi che interconnettono le cellule nervose.

Ha aiutato a dirigere questa ricerca Peter R. Rapp, PhD, del Laboratory of Behavioral Neuroscience del National Institute on Aging a Baltimora nel Maryland, e hanno collaborato Frank Yuk, Rishi Puri, e William GM Janssen, dalla Scuola di Medicina Icahn del Mount Sinai. I test cognitivi sulle scimmie sono stati effettuati dal California National Primate Research Center della University of California Davis. Il National Institute on Aging ha finanziato la ricerca.

Fonte: Mount Sinai Medical Center, via Newswise.

Riferimenti: Y. Hara, F. Yuk, R. Puri, W. G. M. Janssen, P. R. Rapp, J. H. Morrison. Presynaptic mitochondrial morphology in monkey prefrontal cortex correlates with working memory and is improved with estrogen treatment. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2013; DOI: 10.1073/pnas.1311310110

Pubblicato in newswise.com (> English version) - Traduzione di Franco Pellizzari.

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