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Mens sana in corpore sano: tutto merito di una proteina

Mens sana in corpore sano: tutto merito di una proteina

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Mens sana in corpore sano dicevano i latini per sottolineare l’importanza dell’attività fisica nel mantenimento di buone funzioni cerebrali. Uno studio pubblicato su PNAS suggerisce una spiegazione al legame tra cuore e cervello: la stessa proteina che regola il sistema nervoso interviene anche nel garantire il corretto funzionamento del muscolo cardiaco. Un gruppo di ricercatori della Scuola di Medicina della Johns Hopkins University di Baltimora, guidato dal cardiologo italiano Nazareno Paolocci, ha scoperto che il noto fattore neurotrofico cerebrale (BDNF) svolge un ruolo fondamentale anche nel mantenere il cuore sano e vitale.

IL FATTORE NEUROTROFICO.
Il BDNF promuove lo sviluppo e la differenziazione delle cellule del sistema nervoso. E’ responsabile quindi della crescita neuronale e, stimolando la plasticità sinaptica, promuove la creazione di nuove connessioni tra neuroni, intervenendo a livello cognitivo su apprendimento e memoria. Si sa, inoltre, che i livelli di BDNF aumentano con l’attività fisica e giocano quindi un ruolo nella mediazione tra movimento e cervello.

LO STUDIO.
I risultati dello studio condotto a Baltimora mostrano che lo spettro di azione del fattore BDNF si estende ben oltre il cervello, modulando una serie di altri processi chimici che mantengono il ritmo e la forza del cuore, permettendone contrazione e rilassamento. Sul cuore, ci sono già recettori per ormoni secreti sotto il controllo del sistema nervoso autonomo, come la norepinefrinae la dopamina, che favoriscono la contrazione del muscolo per garantire una maggior perfusione degli organi periferici quando necessario.  «Quando abbiamo notato anche i recettori per il fattore BDNF – che in genere interviene sul trofismo cerebrale – sulla superficie delle cellule contrattili del cuore, ci siamo interrogati sulla ragione di questa presenza», ci ha spiegato il leader del gruppo Paolocci.

I ricercatori hanno quindi immerso delle cellule cardiache di topo in una soluzione ad alta concentrazione (20nanomoli) di fattore BDNF e hanno ottenuto in risposta una vigorosa contrazione delle cellule muscolari: «Abbiamo per la prima volta osservato che il fattore neurotrofico interviene nella contrazione delle single cellule. E’ stato dunque naturale il passaggio dall’analisi in vitro a quella in vivo, per  osservare l’eventuale reazione dell’intero organismo» spiega il cardiologo. Quindi, dopo aver iniettato la stessa concentrazione di fattore BDNF nelle cellule cardiache di animali sani e con insufficienza cardiaca, il gruppo ha osservato che il BDNF in effetti stimola la contrazione cardiaca ma negli animali malati questa risposta era attenuata e una minor forza muscolare in fase di contrazione.

Le cellule dei cuori malati presentavano sulla propria superficie proprio una versione modificata del recettore TrkB, recettore responsabile della ricezione di segnali chimici inviati da BDNF e della loro trasmissione all’interno delle cellule. E forse – ipotizzano gli autori – sarebbe proprio questo recettore TrkB ad essere meno attivo nel muscolo cardiaco con insufficienza. «Quindi -spiega Paolocci – abbiamo fatto un’ulteriore verifica, eliminando geneticamente il recettore TrkB dal cuore di alcuni topolini e vi abbiamo somministrato il BDNF. Di nuovo, le contrazioni del cuore sono state deboli, come quelle di un cuore malato». E per misurare la funzione cardiaca,  i ricercatori hanno usato un metodo molto più preciso dell’ecografia, che viene usata di solito per misurare la situazione emodinamica del flusso sanguigno, ma che è influenzata da molti fattori. «Abbiamo osservato l’intero ciclo del ventricolo sinistro e non ci siamo limitati a misurare la quantità di sangue messo in circolo, così siamo riusciti a fotografare lo stato contrattile del muscolo indipendentemente da qualunque altro fattore confondente».

CUORE E CHEMIOTERAPIA.
Dunque, la comunicazione corretta tra BDNF e TrkB potrebbe essere decisiva per un buon funzionamento cardiaco. E questo spiegherebbe anche il legame tra il trattamento di alcune neoplasie e l’insufficienza cardiaca: la chemioterapia infatti distrugge diversi recettori, fra cui anche il TrkB, diminuendo la capacità delle cellule di rispondere a BDNF in circolo nel sangue. «Usare degli inibitori non specifici, come avviene nel caso del trattamenti chemioterapici, significa distruggere tutti i recettori TrkB e quindi ostacolare l’effetto del BDNF». Inoltre, questi risultati fornirebbero una spiegazione della correlazione, osservata nei pazienti con insufficienza cardiaca, tra la diminuzione del livello di BDNF nel sangue e il peggioramento dei sintomi.

NUOVE STRADE.
Paolocci sottolinea come la mancanza di DBNF o un’insensibilità ad esso non causino di per sè insufficienza cardiaca o altri problemi al cuore, ma possono concorrere a peggiorare la situazione in presenza di altri fattori di rischio o in particolari condizioni, come affaticamento per un’eccessivo allenamento o alta pressione del sangue. «Appurato il ruolo di BDNF nel dare il via a tutta una cascata di eventi responsabili della buona contrazione cardiaca, orale strade da esplorare possono essere molte, come l’identificazione di nuovi farmaci in grado di proteggere i recettori del fattore neurotrofico o di nuovi stimolanti attivatori di TrkB già in uso per alcune malattie neurodegenerative».

Infine, sottolineano i ricercatori,  oltre a ricordare la stupefacente complessità della chimica e della fisiologia del cuore, questi risultati «sono anche un esempio lampante della capacità di una singola proteina di agire su più fronti e di influenzare molti organi e funzioni».

La Stampa 28/01/2015

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