Come i vasi sanguigni rilevano lo stato metabolico dei neuroni

Come i vasi sanguigni rilevano lo stato metabolico dei neuroni

Il cervello è il nostro organo più assetato di energia e metabolicamente attivo. È responsabile dei nostri pensieri, idee, movimento e capacità di apprendere. Il nostro cervello è alimentato da 600 km di vasi sanguigni che gli apportano nutrienti ed eliminano i prodotti di scarto. Tuttavia, anche il cervello è molto fragile. I vasi sanguigni nel cervello si sono evoluti in una stretta barriera protettiva – la barriera emato-encefalica – che limita il movimento delle molecole dentro e fuori il cervello. È importante che il cervello possa regolare il suo ambiente. Da un lato si impedisce l’ingresso di agenti patogeni o tossine nel cervello e, dall’altro, le sostanze messaggere o i nutrienti necessari possono attraversarlo senza ostacoli.

L’epigenetica attiva il programma nutrizionale
A causa della loro stretta relazione, è importante che il cervello e i suoi vasi comunichino intensamente tra loro. Un recente lavoro nel laboratorio di Asifa Akhtar a Friburgo ha dimostrato che i vasi sanguigni possono percepire lo stato metabolico delle cellule nervose vicine.

I ricercatori hanno scoperto che il regolatore epigenetico MOF è necessario per dotare i neuroni degli enzimi metabolici corretti necessari per elaborare gli acidi grassi. "Qualcosa deve dire alle cellule nervose che ci sono sostanze nutritive e che dovrebbero attivare i programmi necessari per elaborarle", spiega Bilal Sheikh, autore principale dello studio. “Il MOF va al DNA e attiva i programmi genetici che consentono alle cellule di elaborare gli acidi grassi nel cervello”.

Gli acidi grassi si trovano negli alimenti e vengono utilizzati per produrre energia e costruire lipidi complessi necessari nelle membrane cellulari. Quando l’attività MOF è difettosa, come nel caso dei disturbi dello sviluppo neurale, i neuroni non possono elaborare gli acidi grassi. Ciò porta al loro accumulo negli spazi tra le cellule cerebrali. Nei loro studi, il team di Asifa Akhtar ha scoperto che questo squilibrio degli acidi grassi viene percepito dai vasi sanguigni neurali, stimolandoli a predisporre una risposta allo stress allentando la barriera emato-encefalica. Se lo squilibrio metabolico persiste, la barriera ematoencefalica permeabile può innescare uno stato patologico.

Collasso dei vasi sanguigni neuronali
Lo studio getta le basi per una migliore comprensione di come le cellule nervose e i vasi sanguigni nel cervello comunicano tra loro e mostra come i cambiamenti nell’ambiente metabolico di un tipo di cellula in un organo complesso possono influenzare direttamente la funzionalità delle cellule circostanti e quindi influenzare la funzione complessiva dell’organo. "Il nostro lavoro dimostra che un corretto metabolismo nel cervello è fondamentale per la sua salute. Un ambiente metabolico neurale difettoso può causare infiammazione vascolare, disfunzione delle cellule che formano la barriera emato-encefalica e aumento della permeabilità. Ciò che può seguire è un collasso dei vasi sanguigni neurali", spiega Asifa Akhtar. Ciò è particolarmente importante perché la rottura dei vasi sanguigni neuronali è un segno distintivo dell'insorgenza di malattie legate all'età come l'Alzheimer e la demenza vascolare. Una migliore caratterizzazione dei cambiamenti molecolari che inducono la disfunzione vascolare aiuterà a sviluppare trattamenti migliori per queste patologie debilitanti.