Home RICERCA & SALUTE Estrogeni: addentro ai meccanismi della memoria e della salute del cervello

Estrogeni: addentro ai meccanismi della memoria e della salute del cervello

Gli estrogeni nel cervello sono importanti per mantenere una buona comunicazione fra le sinapsi delle cellule nervose. Nozione già risaputa da almeno un decennio, ma ora i ricercatori portano sul piatto altre nozioni. I neuroni sia negli uomini che nelle donne sintetizzano estrogeni; ora gli scienziati hanno dimostrato che quando questo non succede, le reti neuronali hanno una densità significativamente inferiore sia di sinapsi, che delle cosiddette “spine dendritiche”, anch’esse coinvolte nella comunicazione delle cellule cerebrali nella regione frontale (pro-encefalo). Dr. Darrell Brann, del Dipartimento di Neuroscienze e Medicina Rigenerativa al Medical College of Georgia at Augusta University, ha spiegato: “Siamo convinti che gli estrogeni hanno un ruolo basilare nella plasticità sinaptica, nella modalità con cui parlano i neuroni e nei processi della memoria. Nei nostri esperimenti, infatti, I topi I cui neuroni non sintetizzavano estrogeni avevano problemi di memoria spaziale, del tipo un giocatore di calcio che sta in campo ma non sa dov’è la porta dell’avversario, nonché di tipo visiva e condizionale alla paura, ovvero non ricordavano bene cosa rappresentava un pericolo o meno.

Il ripristino dei livelli di estrogeni nell’area del cervello risolve queste funzioni compromesse, secondo i dati dello studio. Era noto che l’aromatasi, l’enzima che converte il testosterone ed altri ormoni in estradiolo, è espresso nell’ippocampo e nella corteccia cerebrale del cervello in una varietà di specie che include l’uomo, e che tutti possono avere deficit di memoria quando l’aromatasi viene bloccata. Ne sono un esempio le pazienti che assumono un inibitore dell’aromatasi per carcinoma mammario estrogeno-dipendente, che hanno riportato problemi di memoria. Quindi, per questi studi sui topi, hanno eliminato l’aromatasi dal proencefalo, che include l’ippocampo (che ha un ruolo nella memoria a lungo termine e nella memoria spaziale), e nella corteccia cerebrale, che è importante per la memoria, l’attenzione, la consapevolezza e il pensiero. Hanno esaurito l’aromatasi solo nei neuroni eccitatori – chiamati eccitatori perché aiutano a fare qualche azione come un pensiero – nel proencefalo come un modo per concentrarsi sul ruolo degli estrogeni prodotti da queste cellule cerebrali. La linea di fondo era una diminuzione del 70-80% dei livelli di aromatasi e di estrogeni nei neuroni in queste aree del cervello. L’altra linea di fondo: “I topi knockout non possono ricordare come i normali topi”, dice Brann.

Hanno messo i topi maschi e femmine attraverso ampi test comportamentali. Includevano topi che avevano anche le loro ovaie rimosse come controllo, per garantire che nessun estrogeno circolante finisse nel cervello. Studi elettrofisiologici su sezioni del cervello alterato da estrogeni hanno mostrato che mentre il potenziamento a lungo termine – che è il processo attraverso il quale le sinapsi si rafforzano per formare una memoria – ha funzionato, non ha funzionato quasi allo stesso grado. Ma, mettendo un estrogeno equivalente direttamente sulle fettine dell’ippocampo, ha ripristinato quella capacità in pochi minuti. Questo perché gli scienziati sanno che gli estrogeni non possiedono solo recettori dentro le cellule (ER-alfa, -beta, ecc.) ma anche sulla superficie delle cellule, sebbene di un diverso tipo. Quelli dentro sono proteine che si legano al DNA e regolano direttamente la risposta genica; quelli sulla superficie hanno funzioni un po’ differenti. L’eliminazione dell’aromatasi ha anche diminuito l’espressione di CREB, un importante fattore di trascrizione noto per svolgere un ruolo chiave nell’apprendimento e nella memoria, e del BDNF, il fattore neurotrofico derivato dal cervello che nutre molti tipi di neuroni.

Nonostante i difetti cognitivi, gli scienziati hanno visto solo un comportamento simile alla depressione negli animali con le loro ovaie rimosse, e i livelli di movimento e ansia erano normali in tutti i topi. “È una prova genetica diretta di questo ruolo e penso che sia importante avere”, dice Brann. I neuromodulatori devono essere creati e rilasciati rapidamente, spiega Brann, che è il modo in cui gli estrogeni vengono prodotti nel cervello. Abbiamo tutti livelli basali che possono essere rapidamente indotti quando necessario, aggiunge. È probabilmente il glutammato, il neurotrasmettitore eccitatorio più abbondante del cervello, essenziale per l’apprendimento e la memoria, che induce la produzione di estrogeni dei neuroni, aggiunge Brann. Nel frattempo gli astrociti, un altro tipo di cellula cerebrale che nutre e sostiene i neuroni, sembra solo produrre estrogeni in risposta alle lesioni. In questo scenario, è probabile che le citochine, sostanze secrete dalle cellule immunitarie possano anche far accadere qualcosa, che sollecitano gli astrociti di supporto ad iniziare la produzione, affermano gli scienziati che hanno un altro progetto che guarda specificamente agli astrociti. Gli scienziati stanno ora creando doppi knockout, in cui l’aromatasi è esaurita sia nei neuroni che negli astrociti, dal momento che il benessere di questi due tipi di cellule cerebrali è collegato.

È interessante notare che la produzione di estrogeni del neurone può diminuire in risposta alle lesioni mentre la produzione degli astrociti aumenta. Il Dr. Brann spiega: “Questo sembra essere ancora un altro modo con cui gli astrociti proteggono i neuroni. Ci sono molti spazi vuoti da completare prima che il processo naturale venga compreso in modo da poter esplorare il potenziale del trattamento. Ciò include imparare di più su cosa regola l’aromatasi cerebrale, se i livelli di estrogeni cerebrali diminuiscono con il normale invecchiamento e, se lo fanno, cosa potrebbe essere usato per aumentare la produzione di aromatasi e di estrogeni nel cervello. L’estrogeno, presumibilmente prodotto dalle ovaie, è stato a lungo considerato come una protezione per le donne in premenopausa dalle malattie cardiovascolari, incluso l’ictus. L’estrogeno cerebrale sembra dare un po’ un vantaggio alle donne perché, mentre i deficit di memoria si sono verificati in entrambi i sessi quando la sua produzione è stata compromessa, i deficit erano più significativi nelle donne. Le prove fino ad oggi, incluso il nostro nuovo studio, indicano che la rimozione delle ovaie non ha un impatto sui livelli cerebrali di estrogeni, suggerendo che non si è dipendenti dall’altra”.

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Lu Y, Sareddy GR et al., Brann D. J Neurosci. 2019 Feb 6. 

Hyer MM et al.  Front Mol Neurosci. 2018 Jul 31; 11:266. 

Zhu Y et al., Brann DW, Wang R. Sci Rep. 2017; 7:42660. 

Khan MM et al., Brann DW. Steroids 2013; 78(6):614-23. 

Dott. Gianfrancesco Cormaci
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry residency in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Guardia medica presso strutture private dal 2010 - Detentore di un brevetto sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of a patent concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica, salute e benessere sui siti web salutesicilia.com e medicomunicare.it

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