Il nostro cervello funziona con lo zucchero e una nuova ricerca collega la mancanza di glucosio con compromissione cognitiva tipica della malattia di Alzheimer e della demenza. Inoltre, i ricercatori potrebbero aver identificato un nuovo target di farmaci per il trattamento della malattia neurodegenerativa.
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Più di 5 milioni di persone negli Stati Uniti vivono con il morbo di Alzheimer. Prima che sviluppino la malattia in piena regola, molti di questi pazienti iniziano a sperimentare una lieve forma di compromissione cognitiva.
Questo può includere problemi con il loro ragionamento, giudizio o memoria che sono più grandi del normale, ma non interferiscono con il funzionamento quotidiano.
Come hanno suggerito studi recenti, anche prima dei primi segni di deterioramento cognitivo, i livelli di glucosio nel cervello iniziano a diminuire.
Il glucosio è fondamentale per un buon funzionamento cognitivo. In effetti, il nostro cervello si basa molto su questa fonte di energia, usando metà dello zucchero nel nostro corpo per alimentare ragionamento, memoria e apprendimento.
Nuove ricerche – guidate dal dott. Domenico Praticò, professore presso il Center for Translational Medicine della Lewis Katz School of Medicine presso la Temple University di Philadelphia, PA – indaga più profondamente l’impatto che la privazione di glucosio ha sul cervello.
I risultati sono stati pubblicati sulla rivista.
Studiare l’impatto della deprivazione di glucosio sul cervello
Il dott. Praticò ha dimostrato in uno studio precedente che, per compensare la privazione del glucosio, il cervello costruisce la proteina chiamata tau fosforilata.
La proteina tau crea quindi i cosiddetti grovigli – “griglie” di fibre contorte di tau che bloccano il trasporto di nutrienti attraverso i neuroni. Alla fine, questi grovigli causano la morte delle cellule cerebrali. Un maggior numero di grovigli tau è solitamente associato ad un aumento della gravità di Alzheimer e demenza.
Lo studio precedente del Dr. Praticò ha studiato questo meccanismo in vitro e ha dimostrato che l’accumulo di tau si verifica utilizzando la via della chinasi P38.
In questa nuova ricerca, il team ha esaminato il meccanismo della fosforilazione tau come risposta alla deprivazione di glucosio in vivo, utilizzando un modello murino.
Il dott. Praticò e colleghi hanno utilizzato topi geneticamente modificati in modo tale da replicare i problemi di memoria e la patologia tau tipica della malattia di Alzheimer.
Quando i topi avevano 4 o 5 mesi, ad alcuni di loro veniva somministrato 2-desossiglucosio (DG), un composto chimico che impedisce al glucosio di entrare nella cellula e di essere trasformato in energia.
I topi sono stati iniettati con la sostanza per diversi mesi e alla fine sono stati testati per la funzione cognitiva utilizzando test di labirinto per valutare la memoria e l’apprendimento.
Chinasi P38 direttamente associata a compromissione della memoria
I topi privi di glucosio hanno ottenuto risultati molto peggiori nei test cognitivi rispetto a quelli che non avevano ricevuto DG.
Inoltre, una valutazione microscopica del cervello dei topi ha rivelato che i neuroni nei topi privi di glucosio avevano un funzionamento sinaptico anormale. La codifica e l’archiviazione della memoria erano compromesse perché le sinapsi interneurali non erano in grado di comunicare correttamente tra loro.
Inoltre, i ricercatori hanno anche trovato alti livelli di tau fosforilata e un alto numero di cellule morte nel cervello dei topi trattati con DG.
Facendo seguito alla precedente ricerca del dott. Praticò, il team ha esaminato l’attivazione di P38 e ha trovato che fosse direttamente associato ai deficit di memoria.
“I risultati sono molto eccitanti”, afferma il dott. Praticò. “Ora ci sono molte prove che suggeriscono che la P38 sia coinvolta nello sviluppo della malattia di Alzheimer”.
Secondo lui, i risultati supportano il fatto che anche piccoli episodi di deprivazione di glucosio cronica possono danneggiare il cervello. “C’è un’alta probabilità che questi tipi di episodi siano correlati al diabete, che è una condizione in cui il glucosio non può entrare nella cellula. L’insulino-resistenza nel diabete di tipo 2 è un noto fattore di rischio per la demenza”, spiega il dott.
Gli autori concludono osservando che questa è la prima volta che uno studio ha offerto “prove sperimentali in vivo” che la deprivazione di glucosio nel cervello – mediante l’attivazione della via della chinasi P38 – innesca la memoria e il deterioramento cognitivo, i problemi di comunicazione sinaptica tra neuroni e neuroni Morte.
Commentano anche le possibilità di trattamento, poiché è la prima volta che la P38 è stata identificata come un potenziale nuovo target di farmaci per il morbo di Alzheimer:
“I farmaci che prendono di mira questa chinasi nel cervello possono rappresentare un approccio terapeutico adatto per il trattamento sia della AD [malattia di Alzheimer] che delle tauopatie correlate per le quali l’utilizzo compromesso del glucosio è un fattore di rischio stabilito”.
“È una strada eccitante per la ricerca”, aggiunge il dott. Praticò. “Un farmaco che prende di mira questa proteina potrebbe portare grandi benefici per i pazienti”.
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