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Una proteina generata dallo stress

Elaborazione grafica di una sinapsi


La lipocalina-2 è una proteina generata dal cervello in situazione di stress che modifica la forma dei neuroni ed il numero di spine dendritiche

Ricercatori dell'Università di Leicester nel Regno Unito hanno identificato una specifica proteina generata dal cervello in reazione allo stress, la Lipocalina-2. I risultati, pubblicati sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), potrebbero contribuire a migliorare le nostre conoscenze sulle malattie psichiatriche legate allo stress nelle persone, in particolare permettendoci di sapere come il cervello umano gestisce lo stress e come allevia il suo impatto. Lo studio è stato in parte finanziato da una borsa di eccellenza Marie Curie nell'ambito del Settimo programma quadro (7° PQ) dell'UE.

Gli scienziati del Dipartimento di fisiologia della cellula e di farmacologia di Leicester hanno studiato le parti "sottili" e "a forma di fungo" delle cellule nervose nel cervello che hanno un ruolo fondamentale nei processi di apprendimento e di memoria. Secondo i ricercatori, le persone possono modificare quello che ricordano, attenuando così lo stress dei ricordi dolorosi.

La scoperta della produzione di questa specifica proteina nel cervello che potrebbe aiutare a proteggere le persone dalla "troppa ansia" e dare agli organismi l'aiuto di cui hanno bisogno per gestire gli eventi negativi della vita è un risultato rivoluzionario di questo studio.

"Lo stress quotidiano "riforma" il cervello, le cellule nervose cambiano morfologia, numero di connessioni con le altre cellule e modo di comunicazione con gli altri neuroni," spiega il dott. Robert Pawlak, docente di neuroscienza presso l'Università di Leicester e uno degli autori dello studio.
"Nella maggior parte dei casi queste risposte sono adattative e benefiche: aiutano il cervello a gestire lo stress e dare forma a una reazione comportamentale adeguata."

Il dott. Pawlak però continua dicendo che in caso di uno stress grave, le cose potrebbero sfuggire al controllo. "La capacità del cervello di tamponare è esaurita e le cellule nervose dell'ippocampo - una zona del cervello responsabile dell'apprendimento e della memoria - cominciano a non funzionare bene, non comunicano efficacemente con le altre cellule e mostrano segni di malattia," aggiunge.

"Una strategia che piace particolarmente alle cellule del cervello per gestire lo stress è cambiare la forma dei minuscoli processi che normalmente usano per scambiare informazioni con altri neuroni, chiamate spine dendridiche."

Le dimensioni delle spine possono essere di appena 1/1000° di millimetro, così come le loro forme. I ricercatori hanno confrontato spine lunghe, che gli esperti chiamano spine "sottili", nel caso dei bambini: non solo queste spine sono mobili, ma sono anche curiose. Queste spine cambiano frequentemente forma e hanno un ruolo fondamentale nei nostri processi di apprendimento. Quando le spine imparano, maturano, diventano a forma di fungo e hanno connessioni stabili. Non solo non cambiano partner, ma amano anche stare tranquille.

"Le spine a fungo ci aiutano a ricordare cose che abbiamo imparato una volta ma non è una cosa sempre positiva," sottolinea il dott. Pawlak. "Sarebbe meglio dimenticare in fretta alcuni eventi molto stressanti o possono avere come conseguenza disturbi ansiosi. Non c'è una costante lotta di forze nel nostro cervello per mantenere il giusto equilibrio di spine sottili e a forma di fungo - come dire quanto ricordare e quanto invece dimenticare," aggiunge.

"Abbiamo identificato una proteina che il cervello produce in risposta allo stress in modo da ridurre il numero di spine a fungo e quindi ridurre l'ansia legata a eventi stressanti. Questa proteina, lipocalina-2, normalmente non viene prodotta, ma la sua fabbricazione aumenta drasticamente in risposta allo stress nell'ippocampo. Quando abbiamo aggiunto la lipocalina-2 ai neuroni in coltura nel modo in cui avviene in situazioni di stress, i neuroni hanno cominciato a perdere le loro "spine di memoria", quelle mature a forma di fungo. L'identificazione della lipocalina-2 come nuovo elemento che il cervello usa per aiutarci a gestire lo stress è un importante passo avanti. Ci stiamo avvicinando alla decifrazione dei meccanismi molecolari dello stress che, se non funzionano correttamente, possono portare a malattie psichiatriche legate allo stress.

Oltre un terzo della popolazione umana è affetta da disturbi psicologici e mentali legati allo stress, dicono i ricercatori, che adesso hanno in programma di determinare se i meccanismi che hanno identificato possono essere usati per informare strategiche cliniche per gestire i disturbi ansiosi e la depressione.

Articolo:
Mucha, M., et al. (2011) "Lipocalin-2 controls neuronal excitability and anxiety by regulating dendritic spine formation and maturation", PNAS, pubblicato il 3 ottobre. DOI:10.1073/pnas.1107936108.

Fonte: Cordis (11/11/2011)
Pubblicato in Biochimica e Biologia Cellulare
Tag: lipocalina-2, spine dentriche, neuroni, stress
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