Cos'è il fattore neurotrofico derivato dal cervello?
Il fattore neurotrofico derivato dal cervello è una neurotrofina con un’importanza speciale per la sopravvivenza dei neuroni, sebbene le sue funzioni vadano molto oltre. L’ippocampo è una delle strutture con la maggiore presenza di questa sostanza.
I fattori neurotrofici sono secreti da diversi tessuti, ma la loro funzione e premessa di base sono comuni: impedire ai neuroni bersaglio di avviare l’apoptosi cellulare (morte), consentendo così la loro sopravvivenza a breve e lungo termine. Se volete sapere tutto sulla natura e le applicazioni del BDNF, continuate a leggere.
Cosa sono le neurotrofine?
Per comprendere appieno il ruolo del fattore neurotrofico derivato dal cervello (BDNF), dobbiamo prima capire cosa sono le neurotrofine e a cosa servono.
Le neurotrofine sono una famiglia di proteine con un ruolo importante nella sopravvivenza neuronale. L’ipotesi neurotrofica postula che i neuroni del sistema nervoso in via di sviluppo sopravvivano solo se ricevono segnali neurotrofici, che vengono trasportati al soma neuronale (corpo).
Sulla base di questa spiegazione, si ipotizza che potrebbero esistere più tipi di cellule precursori delle cellule nervose durante lo sviluppo embrionale rispetto ai neuroni presenti nell’individuo già formato. È possibile, quindi, che dopo il processo, sopravvivano solo le cellule che ricevono segnali neurotrofici, mentre le restanti andrebbero incontro ad una morte cellulare programmata.
Un esempio applicato
Gli esperimenti del premio Nobel per la medicina Rita Levi Montalcini ci forniscono un esempio che aiuta a concretizzare questo concetto. È stato possibile quantificare la morte cellulare programmata di alcuni gruppi neuronali nello sviluppo dei polli; sembra, inoltre, che questo meccanismo sia essenziale per l’innervazione della pelle e la formazione di terminazioni sensoriali.
Se l’abbozzo dell’ala di un uccello viene rimosso durante lo sviluppo embrionale, una percentuale significativa di neuroni viene rimossa dai gangli che formano e innervano la struttura. Ciò conferma che la pelle dell’abbozzo alare produce fattori neurotrofici limitanti, necessari per la sopravvivenza neuronale durante lo sviluppo dell’embrione.
Questo esperimento mostra che, eliminando alcune strutture, la rappresentazione neurale in aree distanti ad esse correlate può essere interrotta.
Il mondo delle neurotrofine
La famiglia delle neurotrofine non ospita solo il fattore neurotrofico derivato dal cervello. Senza approfondire molto, il primo ad essere scoperto è stato il fattore di crescita nervoso (FCN), la cui espressione si verifica nella pelle. Questa proteina ha la funzione di impedire la degenerazione dei neuroni dei gangli della radice dorsale durante il periodo di innervazione.
L’assenza di FCN riduce del 70-80% il numero dei meccanocettori a bassa soglia, dei neuroni sensoriali nocicettori e dei termorecettori. D’altra parte, comporta anche la perdita del 95% dei neuroni sinaptici, responsabili della trasmissione degli impulsi nervosi. A fronte di questi dati, risulta evidente la sua importanza.
Un’altra neurotrofina ben studiata è la neurotrofina-3, che aiuta la differenziazione e la sopravvivenza dei neuroni esistenti e favorisce lo sviluppo di nuovi. Stimola inoltre la creazione di sinapsi neuronali. La neurotrofina-3 è stata la terza neurotrofina ad essere scoperta, dopo i fattori FCN e BDNF.
Che cos’è il fattore neurotrofico derivato dal cervello (BDNF)?
Dopo questa ampia introduzione, siamo pronti ad analizzare a fondo il ruolo del BDNF nello sviluppo neurale e nella funzione del sistema nervoso degli esseri umani.
Il fattore neurotrofico derivato dal cervello è una neurotrofina che svolge un ruolo importante nel cervello dei mammiferi. Questa proteina agisce come fattore di crescita dei nervi e si trova nel cervello e nei tessuti periferici. È stata isolata per la prima volta nel tessuto cerebrale di un maiale nel 1982.
Inoltre, nonostante abbia un ruolo essenziale nella fase di sviluppo del sistema nervoso, partecipa anche al mantenimento e alla plasticità delle strutture mature negli individui adulti.
Funzioni del BDNF
Secondo la ricerca scientifica , il BDNF agisce su alcuni neuroni del sistema nervoso centrale e periferico. In esso, questa proteina promuove la sopravvivenza dei neuroni esistenti e facilita la crescita, la differenziazione e le sinapsi di nuovi corpi neuronali.
Inoltre, questo composto si trova nel cervello stesso, più precisamente nell’ippocampo, nella corteccia e nel proencefalo basale, aree essenziali per l’apprendimento e la memoria. Infine, il BDNF è espresso anche nella retina, nei reni, nella prostata, nei muscoli scheletrici e persino nella saliva.
Il BDNF, come abbiamo detto, è molto importante nei processi che coinvolgono la memoria. Sebbene la maggior parte dei neuroni si formi durante lo sviluppo fetale e resti tale per tutta la vita, altre parti del cervello mantengono la capacità di formare nuovi corpi neuronali dalle cellule staminali, in un processo noto come neurogenesi. BDNF vi partecipa.
Oltre a questo, è chiaro che gioca anche un ruolo chiave nello sviluppo. Studi condotti su topi con BDNF assente hanno riscontrato alterazioni nello sviluppo del cervello e gravi difetti nel sistema nervoso sensoriale. Nella maggioranza dei casi, le cavie con questo difetto sono morte poco dopo la nascita.
Attraverso studi di laboratorio, è stato dimostrato che il fattore neurotrofico derivato dal cervello è essenziale per la vita.
Fattore neurotrofico derivato dal cervello e depressione
Oltre alla ricerca su topi di laboratorio, il fattore neurotrofico derivato dal cervello è stato studiato anche sull’uomo. Ad esempio, un gruppo di ricercatori spagnoli ha collegato la sua presenza o assenza alla depressione.
I risultati sono molto interessanti. Si è scoperto che i livelli di BDNF diminuiscono con lo stress, un fattore predisponente all’insorgenza della depressione. Inoltre, si è visto che gli antidepressivi aumentano il tasso di questa proteina, riducendo di conseguenza i sintomi causati da questi processi emotivi.
Più interessante è collegare questa proteina al suicidio. Fonti già citate indicano che nelle persone morte per suicidio, i livelli di BDNF nelle cortecce prefrontali e nell’ippocampo erano molto bassi, indipendentemente dal disturbo psichiatrico.
La presenza di BDNF sierico, inoltre, è risultato maggiore nei pazienti che hanno tentato il suicidio, rispetto a quelli che non lo hanno fatto.
Fattore neurotrofico derivato dal cervello e schizofrenia
Non è raro vedere collegati i due termini, poiché questa proteina ha molto da dire nel campo della malattia mentale. Non vogliamo soffermarci sugli aspetti tecnici, è sufficiente citare quanto segue. La ricerca ha dimostrato la mancanza di BDNF nelle aree critiche del cervello nei pazienti schizofrenici.
Questi studi sembrano fornire risultati promettenti per le neuroscienze, poiché aumentare l’espressione delle neurotrofine può essere la chiave per prevenire alcune patologie che ad oggi non hanno risposta. Solo il tempo e la scienza diranno se ciò potrà aiutare la specie umana a combattere l’invecchiamento.
BDNF e altre malattie
Secondo le fonti già citate e molte altre, il fattore neurotrofico derivato dal cervello sembra giocare ruoli essenziali in molte più patologie di quelle esposte. Per non tralasciare dati importanti, elenchiamo le più importanti:
- Morbo di Alzheimer: le autopsie hanno rilevato livelli più bassi di fattore neurotrofico derivato dal cervello nei malati di Alzheimer. Questa correlazione non è ancora del tutto chiara, quindi la sua applicabilità non può essere garantita sempre.
- Epilessia: a causa delle peculiarità di questa malattia, si ritiene che la concentrazione di BDNF nel cervello possa svolgere ruoli essenziali nello sviluppo delle convulsioni.
- Malattie dell’invecchiamento: i livelli di questa proteina variano a seconda dell’età dell’individuo. Registrare le differenze tra le fasi della vita può essere la chiave per spiegare alcuni cambiamenti a livello cerebrale.
Naturalmente, la correlazione e la causalità tra queste malattie e il BDNF devono ancora essere studiate. Tutti i risultati presentati sono teorie e indicazioni; c’è ancora molta strada da fare prima che diventi una terapia approvata.
Una sostanza vitale per il cervello
Ci siamo mossi su un terreno un po’ difficile da capire, ma il messaggio generale è chiaro. Le neurotrofine sono essenziali per lo sviluppo e il mantenimento del sistema nervoso. Quando non sono presenti, infatti, il numero complessivo dei neuroni è minore e si verificano gravi danni nel sistema, almeno nei mammiferi.
Il fattore neurotrofico derivato dal cervello, in particolare, sembra essere essenziale per lo sviluppo e la salute del cervello umano. Svolge ruoli essenziali come la conservazione della memoria, la neurogenesi cerebrale, l’equilibrio dell’umore e molto altro.
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