Uno studio del neuroscienziato della Iowa University, John Wemmie, M.D., Ph.D., pubblicato negli Atti della National Academy of Sciences (PNAS) Early Edition, rivela che livelli elevati o bassi di acidità (pH) sono associati a disturbi di panico, ansia e depressione. I cambiamenti di acidità nel cervello sono significativi per la normale attività cerebrale.
Wemmie, professore associato di psichiatria all’UI, afferma:
«Siamo interessati all’idea che il pH possa variare nel cervello funzionale, poiché abbiamo scoperto recettori attivati da un pH basso. La presenza di tali recettori suggerisce che un pH ridotto possa avere un ruolo segnaletico nella normale funzione cerebrale.»
Secondo i risultati dello studio, il cervello necessita di proteine che percepiscono gli acidi per generare risposte adeguate alla paura, oltre a contribuire a processi di apprendimento e memoria nei topi. Wemmie sottolinea che, sebbene sia facile misurare il pH del terreno in giardino, attualmente non esistono test semplici per monitorare i cambiamenti di pH nel cervello.
In collaborazione con Vincent Magnotta, Ph.D., professore associato di radiologia, psichiatria e ingegneria biomedica, il team ha sviluppato un nuovo approccio non invasivo per identificare e monitorare i cambiamenti di pH nei cervelli viventi.
La loro innovativa tecnica di imaging basata su risonanza magnetica (MRI) fornisce attualmente la migliore evidenza che i cambiamenti del pH avvengono effettivamente durante la normale funzione cerebrale umana. Hanno osservato che il segnale aumentava durante l’inalazione di anidride carbonica, abbassando il pH cerebrale e rendendolo più acido, mentre iniezioni di bicarbonato riducevano il segnale MRI, incrementando il pH cerebrale. La relazione tra il segnale e il pH si è rivelata lineare nell’intervallo testato.
Significativamente, il test sembra anche rilevare l’attività cerebrale localizzata. Il team ha condotto un esperimento classico per attivare una specifica regione del cervello associata alla visione, chiedendo ai partecipanti di osservare una scacchiera lampeggiante. Hanno notato che la risonanza magnetica identificava un abbassamento del pH in quella regione specifica.
Magnotta, esperto nello sviluppo di tecniche di imaging cerebrale, afferma: «Il nostro studio dimostra, innanzitutto, che abbiamo una tecnica capace di misurare i cambiamenti del pH nel cervello e, in secondo luogo, questa tecnica suggerisce che i cambiamenti del pH avvengono in sincronia con la funzione cerebrale.»
Wemmie aggiunge: «I risultati rafforzano la nostra idea originale che l’attività cerebrale possa modificare il pH locale nel cervello umano durante l’attività normale. Ciò implica che il cambiamento del pH, in combinazione con i recettori sensibili al pH, potrebbe far parte di un sistema di segnalazione che influenza l’attività cerebrale e la funzione cognitiva.»
Questa nuova tecnica potrebbe anche rappresentare un’alternativa innovativa nell’immaginazione cerebrale. La risonanza magnetica funzionale (fMRI) attualmente misura l’attività cerebrale rilevando segnali legati ai livelli di ossigeno nel sangue nelle regioni cerebrali attive, mentre il nuovo metodo si concentra sui cambiamenti nei livelli di pH, senza essere influenzato dalle variazioni dell’ossigenazione del sangue. Infatti, la fMRI non è in grado di rilevare i cambiamenti nei livelli di pH.
Wemmie afferma: «Ciò che dimostriamo è che il nostro metodo di rilevamento dell’attività cerebrale dipende probabilmente dalle variazioni del pH e, cosa più importante, offre uno strumento distintivo rispetto ai segnali forniti dalla fMRI per studiare l’attività cerebrale.»
I suoi studi precedenti suggerivano che i cambiamenti di pH potessero giocare un ruolo in alcune malattie psichiatriche, come ansia e depressione. Questa nuova tecnica potrebbe consentire a Wemmie e al suo team di approfondire ulteriormente l’impatto dei cambiamenti di pH in queste condizioni.
Conclude dicendo:
«L’attività cerebrale è probabilmente diversa nelle persone con disturbi cerebrali, come il disturbo bipolare o la depressione. Questo potrebbe riflettersi in questa misura e, più importante, alla fine della giornata, potrebbe essere che questo segnale risulti anormale o perturbato nella malattia psichiatrica umana? E se così fosse, potrebbe rappresentare un bersaglio per la manipolazione e il trattamento?»
Scritto da Christine Kearney
Nuove Ricerche e Prospettive nel 2024
Negli ultimi anni, la ricerca sui cambiamenti del pH cerebrale ha guadagnato ulteriore attenzione. Recenti studi hanno dimostrato che anche piccole variazioni nel pH cerebrale possono influenzare in modo significativo la neurotrasmissione e l’equilibrio neurochimico. Un’analisi condotta nel 2024 ha rivelato che pazienti con disturbi d’ansia presentano profili di pH cerebrale alterati rispetto ai controlli sani, suggerendo nuove strade per la diagnosi e il trattamento. Inoltre, un’altra ricerca ha confrontato i livelli di pH cerebrale in soggetti con depressione maggiore e ha trovato correlazioni significative con la severità dei sintomi.
Un aspetto innovativo di queste ricerche è l’uso di tecnologie avanzate di imaging, come la spettroscopia di risonanza magnetica, che offre una visione più dettagliata e in tempo reale dei cambiamenti del pH. Questi sviluppi potrebbero non solo migliorare la nostra comprensione dei meccanismi alla base delle malattie psichiatriche, ma anche guidare la creazione di nuovi approcci terapeutici. In sintesi, la continua esplorazione del pH cerebrale potrebbe rivelarsi cruciale nella lotta contro i disturbi mentali, portando a trattamenti più mirati e personalizzati per i pazienti.
