Obesità: sotto analisi i meccanismi che la legherebbero ad una cattiva cognitività

Nel cervello, l’adenosina è un neurotrasmettitore che ci aiuta a dormire e aiuta a regolare la pressione sanguigna; nel corpo è anche un componente del combustibile cellulare adenosina trifosfato, o ATP. L’adenosina attiva anche i recettori A1a e A2a sulle cellule endoteliali, che normalmente supporta relazioni sane tra l’attività cerebrale e il flusso sanguigno. I problemi sorgono con l’attivazione cronica, in particolare nel cervello, che è ciò che accade con l’obesità. Le persone che hanno obesità e diabete hanno tassi più alti di deterioramento cognitivo mentre invecchiano e la maggior parte dei cambiamenti strutturali correlati sono nell’ippocampo, un centro di apprendimento e memoria. Ora i ricercatori riferiscono che l’obesità può abbattere la nostra barriera protettiva del sangue nel sangue causando problemi con l’apprendimento e la memoria, riferiscono gli scienziati. Sapevano che l’obesità e la resistenza all’insulina abbattere la barriera emato-encefalica negli uomini e nei modelli animali, ma esattamente come è rimasto un mistero; e che l’attivazione cronica del recettore dell’adenosina A2aR sulle cellule endoteliali che rivestono questa importante barriera nel nostro cervello può lasciare che fattori dal sangue entrino nel cervello e influenzino la funzione dei nostri neuroni.

Ora gli scienziati del Medical College of Georgia, guidati dal Dr. Alexis M. Stranahan, neuroscienziato del Dipartimento di Neuroscienze e Medicina Rigenerativa presso l’Università di Augusta, hanno dimostrato che quando bloccano A2aR in un modello di obesità indotta dalla dieta, questa importante funzione barriera è mantenuto. Hanno pubblicato il loro lavoro sul Journal of Neuroscience. Il grasso è una fonte di infiammazione e ci sono prove che riducendo l’infiammazione cronica nel cervello aiuta a prevenire la perdita di memoria legata all’obesità. In un modello murino che riproduce ciò che accade al sovrappeso per le persone obese, i giovani topi alimentati con una dieta ad alto contenuto di grassi si ingrassarono entro due settimane e in 16 settimane hanno avuto un aumento del glucosio a digiuno e delle concentrazioni di insulina, tutti segni che il diabete è nel loro futuro. Nella microvascolatura dell’ippocampo, i ricercatori hanno visto che l’obesità prima aumentava la permeabilità della barriera emato-encefalica a minuscole molecole come fluoresceina fluoroforo (NaFl). L’insulino-resistenza indotta dalla dieta aumentava quella permeabilità in modo che anche una molecola più grande, Evans Blue, che ha un’alta affinità per l’albumina sierica, potesse passare.

Quando hanno guardato con la microscopia elettronica, hanno visto un paesaggio cambiato. Il diabete risultante ha promosso il restringimento delle giunzioni solitamente strette tra le cellule endoteliali e i fori reali in quelle cellule. Hanno anche visto cellule chiamate periciti che avvolgono l’esterno dei vasi sanguigni microscopici nel cervello per dare loro più forza e aiutare a muovere il sangue lungo, iniziano a perdere la presa, così i vasi sanguigni iniziano a perdere il loro tono e diventano disfunzionali e infiammati. I periciti sono noti per esprimere livelli più elevati di A2aR rispetto alle cellule endoteliali. La dieta ad alto contenuto di grassi ha anche promosso il gonfiore delle protrusioni sugli astrociti chiamati end-foot, che fanno anche parte della barriera emato-encefalica. Gli astrociti sono cellule cerebrali che normalmente nutrono i neuroni, ma lo stato patologico dell’obesità ha anche alterato la loro forma e il loro supporto. L’angiogenesi, il naturale tentativo da parte dell’organismo di produrre più vasi sanguigni in risposta al flusso alterato di sangue e ossigeno, avveniva nell’ippocampo di 12 settimane, e dopo un’attenta ispezione, i vasi sanguigni erano infiammati. Quando hanno dato un farmaco per bloccare temporaneamente A2aR, ha anche bloccato i problemi con la permeabilità della barriera.

Successivamente hanno sviluppato un topo nel quale potevano eliminare selettivamente l’A2aR dalle cellule endoteliali. In questo topo transgenico, hanno spento il recettore nelle cellule endoteliali a 12 settimane, e a 16 settimane, quando i topi avrebbero dovuto esibire compromissione cognitiva e una barriera compromessa, avevano invece cognitività normale, funzione barriera e nessuna infiammazione. Quando hanno confrontato i topi transgenici che erano in una dieta ricca di grassi o ad alto contenuto di grassi, hanno trovato prove che l’aumentata permeabilità dei vasi sanguigni nel cervello inizia il ciclo di infiammazione e deterioramento cognitivo. Gli scienziati riferiscono che l’accessibilità relativa dei vasi sanguigni nel cervello può anche farne una buona strada per prevenire gli effetti dell’obesità sul cervello. Indica anche la realtà che una varietà di farmaci somministrati a pazienti obesi può avere un impatto maggiore sul loro cervello, che potrebbe essere una considerazione per i pazienti e per i loro medici. La dott.ssa Stranahan nota che per i farmaci destinati ad agire nel cervello, come quelli per l’Alzheimer, potrebbe essere una buona cosa, ma deve ancora essere presa in considerazione.

Alcuni farmaci comunemente prescritti come il prednisone, d’altra parte, sono già molto bravi a superare e possono potenzialmente essere dannosi per il cervello, dice. I prossimi passi nel suo laboratorio comprendono capire da dove viene il segnale che attivano cronicamente A2aR nei topi grassi. Sospetta che sia in realtà una cascata che include le cellule endoteliali stressate, che aumenta il loro metabolismo, il che significa che usano più ATP, che può attivare il recettore e mettere in moto un circolo vizioso che alla fine incide sulla barriera emato-encefalica. Il concetto che l’obesità potrebbe influenzare la barriera emato-encefalica è iniziato con una dozzina di anni fa quando i ricercatori svedesi hanno scoperto che i soggetti obesi avevano livelli più elevati di immunoglobulina G maggiore nel loro liquido cerebrospinale, quando avrebbe dovuto essere nel sangue. È stato un risultato importante che ha suggerito che l’obesità e il diabete potrebbero consentire a sostanze che non dovrebbero di arrivare dal sangue al cervello. Gli studi sugli animali hanno confermato che stava accadendo, ma, ancora una volta, pochi studi hanno esaminato il perché. Questo è il prossimo passo programmato dal team.

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

Pubblicazioni scientifiche

Yamamoto M et al., Stranahan AM. J Neurosci. 2019 Mar 18.

Wosiski-Kuhn M et al. Hippocampus. 2018 Dec; 28(12):900-912.

Informazioni su Dott. Gianfrancesco Cormaci 1516 Articoli
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry specialty 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. - 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). - 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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