Recomendados
Recomendados
Más contenido relacionado
Destacado
Destacado (20)
Similar a Il Cervello Umano
Similar a Il Cervello Umano (7)
Más de lab13unisa
Más de lab13unisa (20)
Último
Último (9)
Il Cervello Umano
- 7. “ Yes, I did read that fish can sometimes
- 8. Esiste un gran numero di parallelismi tra i sistemi neurali affetti da depressione e quelli affetti dalla mancanza di omega 3 PUFA.
- 10. Le proprietà biofisiche delle membrane sinaptiche influenzano la biosintesi dei neurotrasmettitori, la trasduzione del segnale, l’uptake della serotonina, il legame dei recettori α -adrenergici e serotoninergici, e l’attività delle monoaminoossidasi (MAO). Gli omega 3 PUFA agiscono sui recettori dei neurotrasmettitori e sulle proteine-G modulando le proprietà biofisiche delle membrane, l’attività dei secondi messaggeri e delle proteine chinasi, e gli effetti sulla risposta degli eicosanoidi nell’infiammazione. La mancanza di omega 3 PUFA, infatti, porta ad un aumento del metabolismo dell’AA in eicosanoidi, attraverso la fosfolipasi A 2 e la COX-2.
- 11. Il DHA riveste un ruolo importante nella struttura e nella funzione delle membrane cellulari cerebrali. Gli omega 3 PUFA possono giocare un ruolo fondamentale come terapia aggiuntiva per la depressione negli adulti, sebbene sia necessaria una maggiore ricerca per determinare l’acido grasso (EPA, DHA o una miscela delle due) e la dose più efficace.
- 15. I trend per l’AA sono molto differenti da quelli del DHA: nella maggior parte delle regioni studiate i trattamenti si sono rivelati non efficaci e non hanno causato alterazioni nelle concentrazioni di AA. Sia per il DHA che per l’AA gli effetti dovuti ad una nascita prematura non sono stati marcati.
- 16. L’aggiunta di acidi grassi all’alimentazione dei babbuini provoca un aumento delle concentrazioni di DHA in molte regioni mentre in altre ne mantiene i livelli ad un valore simile a quello del gruppo B. La nascita prematura non ha effetti sull’aumento di DHA. L’AA è meno sensibile alla manipolazione mediante la dieta rispetto al DHA, e la risposta delle regioni cerebrali in seguito alla sua aggiunta è complessa.
- 24. * La composizione delle membrane cerebrali può cambiare con l’età ed in soggetti affetti dal morbo di Alzheimer, ma il significato di questi cambiamenti rimane ancora poco chiaro. PS può avere effetti fisiologici e farmacologici specifici sulle funzioni cerebrali; alcuni studi hanno dimostrato che la PS endogena può attivare la PKC, l’ATPasi NA + /K + dipendente, la tirosina idrossilasi e l’uptake del calcio, mentre la PS esogena può migliorare i deficit cognitivi associati all’età. L’aumento di PS nelle porzioni cerebrali indotto dalla dieta arricchita di olio di pesce può quindi aver determinato i cambiamenti osservati negli specifici sistemi di neurotrasmissione, collegati a parametri neurochimici e comportamentali associati a queste regioni. ** La riduzione del legame ai recettori dopaminergici può essere collegata a cambiamenti nella densità e/o nell’affinità per i siti di legame. Dieta FPO Dieta priva di ac. α -linolenico Livello DHA Proporzioni PL * Influenza su PS e SM Nessun cambiamento Attività locomotoria Nessun cambiamento Livello DA (STR) Nessun cambiamento Legame ai recettori D2 (STR) ** Nessun cambiamento
Notas del editor
- Tutte le strutture molecolari del nostro organismo vengono supportate dalla dieta. Il nostro cibo è composto da proteine, zuccheri e grassi (insieme a tanti minerali importanti). Queste molecole vengono spezzettate e poi unite di nuovo per produrre esattamente quel genere di proteine e lipidi di cui abbiamo bisogno per costruire le nostre cellule e mantenere le loro funzioni specifiche. Nel caso dei lipidi, il nostro organismo possiede dei sistemi in grado di trasformare gli acidi grassi che provengono dalla dieta in altri acidi grassi necessari per la costruzione di lipidi.
- Poiché gli animali hanno bisogno di assumere gli acidi grassi insaturi con la dieta, essi vengono definiti come acidi grassi essenziali. Gli acidi grassi essenziali per gli esseri umani sono quelli polinsaturi, contenenti 18 atomi di carbonio. Tali acidi prendono il nome di acido linoleico ed acido α -linolenico, che contengono rispettivamente 2 e 3 doppi legami. Dai due acidi grassi essenziali possono essere formate due famiglie di acidi grassi polinstauri attraverso processi di elongazione e desaturazione. Queste due famiglie sono anche chiamate acidi grassi ω -6 ed ω -3. Non sempre i membri di una delle due famiglie possono sostituire i membri dell’altra per una determinata funzione. Inoltre, il corpo umano non possiede sistemi che possano trasformare composti di una delle due famiglie in composti dell’altra. Gli esseri umani possono produrre acidi grassi polinsaturi come l’acido arachidonico (AA) e l’acido docosaesenoico (DHA) nel fegato una volta che hanno incorporato gli acidi grassi polinsaturi essenziali. L’acido linoleico è il precursore dei membri della famiglia ω -6, come ad esempio l’AA, mentre l’acido α -linolenico è il precursore della famiglia ω -3, alla quale appartiene il DHA. Il cervello umano è composto soprattutto da grassi: circa il 60% del suo peso netto e contiene la seconda concentrazione più alta di lipidi dopo il tessuto adiposo. I lipidi cerebrali sono costituiti da complessi quali glicerofosfolipidi, sfingolipidi, gangliosidi e colesterolo. I glicerofosfolipidi contengono un’elevata quantità di PUFA.
- Una simile predominanza di acidi grassi polinsaturi esiste anche nel sistema visivo e nella retina dove il DHA rappresenta circa il 50% delle membrane, ed è concentrato principalmente nelle molecole di PE e PS. Il modo classico per studiare il ruolo del DHA nel cervello consiste nell’esaminare quello che accade negli animali le cui diete sono carenti di omega 3 PUFA. Questi studi rivelano che tali diete portano ad una significativa riduzione dei livelli di DHA nei lipidi cerebrali; ciò porta a cambiamenti drammatici delle funzioni cerebrali inclusa la dimensione dei neuroni, la compromissione della funzione retinica, cambiamenti nell’apprendimento e nella memoria, cambiamenti nella risposta a stimoli uditivi ed olfattivi, e cambiamenti nei livelli del fattore di crescita neuronale.
- Sono stati suggeriti vari meccanismi per spiegare questi cambiamenti fisiologici nel cervello. Principalmente i cambiamenti sembrano legati ad alterazioni nella funzione delle membrane, anche se recenti studi hanno dimostrato che il DHA può anche influenzare l’espressione genica del cervello. Per riassumere il DHA gioca un ruolo cruciale in: EVENTI RELATIVI ALLA MEMBRANA Ordine della membrana (fluidità), che può influenzare la funzione dei recettori di membrana Regolazione della trasmissione dopaminergica e serotoninergica Regolazione degli enzimi che si legano alla membrana Trasduzione del segnale tramite IP3, DAG E PKC EVENTI METABOLICI Regolazione della sintesi di eicosanoidi derivati dall’ AA Il DHA può fungere da precursore dei docosatrieni e della 17S resolvina, nuove molecole antinfiammatorie ESPRESSIONE DEI GENI Il macchinario che genera ATP nel cervello risponde in maniera intensiva a una dieta ricca di omega 3 PUFA. I ratti nutriti o con olio vegetale (ricco di acido α -linolenico) o con una dieta ricca di olio di pesce (contenente acido eicosapentenoico, EPA, più DHA), mostrano alterazioni significative nell’espressione di più di 100 geni nel cervello. Anche i geni coinvolti nella trasduzione del segnale risultano over-espressi, quasi allo stesso modo, nelle diete ricche di ALA ed in quelle ricche di EPA+DHA. EVENTI CELLULARI Regolazione dei livelli di fosfatidilserina, che è coinvolta nella protezione delle cellule neuronali dalla morte per apoptosi. Regolazione della grandezza dei neuroni Regolazione del fattore di crescita neuronale Questi dati forniscono un enorme supporto per quello che è il ruolo del DHA nella crescita delle cellule neuronali e la loro protezione dall’apoptosi.
- La sindrome bipolare, la depressione e la schizofrenia sono disordini neuropsichiatrici comuni. Alcuni studi fatti a partire dal 1995 hanno dimostrato che bassi livelli di omega 3 PUFA nei fosfolipidi sierici, negli esteri del colesterolo e nelle membrane di eritrociti sono associati alla depressione. Gli esatti meccanismi coinvolti nella depressione non sono ancora conosciuti.
- Alterata neurotrasmissione: nei topi carenti di omega 3 PUFA, l’espressione dei recettori per la dopamina (D2R) è diminuita nella corteccia frontale ed aumentata nel nucleus accumbens. L’aggiunta alla dieta dei ratti di omega 3 PUFA (EPA e DHA) porta a un aumento del 40% dei livelli di dopamina nella corteccia frontale. Nelle depressioni più importanti esistono rapporti sul ridotto flusso sanguigno cerebrale e sul ridotto metabolismo del glucosio. La mancanza di omega 3 PUFA diminuisce l’uptake di glucosio delle cellule cerebrali e l’attività della citocromo ossidasi almeno del 30%. La depressione è associata all’eccessiva produzione di citochine pro-infiammatorie, incluse le interleuchine (IL)-1beta, IL-12, IL-6, l’interferone gamma ed il fattore-alfa di necrosi tumorale (TNF- α ). Gli omega 3 PUFA sono ben conosciuti come inibitori della produzione di citochine pro-infiammatorie, attraverso la riduzione della produzione di prostaglandine pro-infiammatorie (PGE2) e leucotrieni (LTB4). Le maggiori depressioni sono associate all’atrofia neuronale (diminuzione della densità e della grandezza dei neuroni) nell’ippocampo e nella corteccia prefrontale. In letteratura esistono molti dati sul ruolo del DHA nella crescita delle cellule neuronali e la protezione delle cellule dall’apoptosi. C’è la prova di un legame tra il fattore neurotrofico derivato dal cervello (BDNF) e la depressione. Il BDNF è un fattore ampiamente distribuito nel cervello ed è coinvolto nella crescita, mantenimento e plasticità neuronale. La somministrazione cronica di antidepressivi è associata con l’aumento dei livelli sierici del BDNF (la cui espressione viene inibita da una dieta ricca di acidi grassi saturi e zuccheri; tuttavia alte concentrazioni di vitamina E e l’esercizio fisico possono ristabilire i livelli di BDNF). La mancanza di omega 3 PUFA nei ratti porta ad una ridotta espressione del BDNF nella corteccia frontale.
- Le osservazioni che legano gli omega 3 PUFA alla funzione neurale e, probabilmente, alla depressione hanno portato ad un gran numero di studi su pazienti con depressione. I risultati hanno mostrato che gli olii ricchi di omega 3 PUFA portano grandi benefici in queste condizioni. Per riassumere sette dei dieci studi condotti su adulti con depressione o sindrome bipolare hanno riportato effetti positivi o con olio di pesce contenente EPA e DHA (3.3 e 9.6 g/die) o con etil-EPA (1-2 g/die). I tre studi negativi sono stati condotti con DHA (2 g/die) assunto da solo, olio di pesce (8 g/die) ed etil-EPA (4-6 g/die) . Ciò lascia ancora delle questioni in sospeso per le quali mancano delle risposte adeguate: Quale omega 3 PUFA è il migliore per trattare i disordini dell’umore (EPA o misture di EPA+DHA)? Qual è la dose efficace? Qual è la durata del trattamento più efficace? L’uso degli omega 3 PUFA porta ad un beneficio maggiore nei pazienti rispetto ai farmaci comuni? Qual è il meccanismo d’azione dell’EPA?
- Le proprietà biofisiche delle membrane sinaptiche influenzano direttamente la biosintesi dei neurotrasmettitori, la trasduzione del segnale, l’uptake della serotonina, il legame dei recettori α -adrenergici e serotoninergici, e l’attività delle MAO. I meccanismi d’azione proposti per gli omega 3 PUFA nei disordini dell’umore includono effetti sui recettori per i neurotrasmettitori e le proteine-G attraverso gli effetti sulle proprietà biofisiche delle membrane, sui secondi messaggeri e sulle proteine chinasi, ed effetti sulla risposta degli eicosanoidi nell’infiammazione, derivanti dall’AA. La mancanza di omega 3 PUFA porta ad un aumento del metabolismo dell’AA in eicosanoidi, attraverso la fosfolipasi A 2 e la COX-2.
- Il DHA gioca un ruolo importante nella struttura e nella funzione delle membrane cellulari cerebrali. Esiste una evidenza biologica che suggerisce che gli omega 3 PUFA possono giocare un ruolo come terapia aggiuntiva per la depressione negli adulti, sebbene sia necessaria una maggiore ricerca per determinare l’omega 3 PUFA più efficace (EPA, DHA o una miscela delle due) e la dose più efficace.
- Esiste un grande interesse sul DHA e sulla sua influenza nello sviluppo del SNC. Studi clinici hanno dimostrato come alimenti per neonati contenenti DHA siano in grado di migliorare la funzione retinica e cerebrale se confrontate con formule contenenti unicamente ALA. Tutti gli studi includono anche l’AA per prevenire qualsiasi possibile effetto negativo sulla crescita riportato negli studi precedentemente eseguiti. Il primo obiettivo di questo studio è stato quello di stimare le concentrazioni di DHA ed AA all’interno di alcune strutture cerebrali di babbuini di 4 settimane. E’ stata anche testata l’ipotesi che alimenti per neonati con aggiunta di DHA ed AA mantenessero nel SNC concentrazioni simili a quella trovate nei babbuini allattati al seno.
- I babbuini sono stati divisi in maniera casuale in 5 gruppi: uno allattato (B) e quattro alimentati con una formula (contenente LCP, acidi grassi poliinsaturi a catena lunga): termine, senza DHA/AA (T-); termine, con aggiunta di DHA/AA (T+); pretermine (parto cesareo eseguito 24 giorni prima della nascita prevista), senza DHA/AA (P-); pretermine, con aggiunta di DHA/AA (P+). I babbuini allattati costituiscono lo standard per poter testare gli altri gruppi.
- Un attento esame dell’analisi statistica del DHA rivela che la risposta della concentrazione del DHA nella materia grigia può essere suddivisa in due classi distinte, come mostrato in tabella. Per tutti i lobi ed il cervelletto l’aggiunta di DHA all’alimentazione non contribuisce a mantenere delle concentrazioni di DHA simili a quelle del gruppo B: ciò è indicato da B>all. Tutte le altre aree investigate della materia grigia ricadono nella classe 2, per la quale una dieta con aggiunta di DHA può ristabilire le concentrazioni di DHA ai livelli del gruppo B (che non possiede differenze significative dagli altri gruppi). Da questi dati si può concludere che nella materia grigia un’alimentazione con aggiunta di DHA porta all’aumento della concentrazione dello stesso in molte regioni, pareggiando i livelli del gruppo B (con l’eccezione di regioni critiche come la corteccia cerebrale ed il cervelletto).
- I trend per l’AA sono molto differenti da quelli del DHA: nella maggior parte delle regioni studiate i trattamenti si sono rivelati non efficaci e non hanno causato alterazioni nelle concentrazioni di AA. Sia per il DHA che per l’AA gli effetti dovuti ad una nascita prematura non sono stati marcati.
- I dati raccolti rivelano che le concentrazioni di DHA ed AA nel SNC sono altamente regioni-specifiche. L’aggiunta di acidi grassi all’alimentazione dei babbuini aumenta le concentrazioni di DHA e in tutto, tranne che nella corteccia cerebrale, ne mantiene i livelli ad una valore simile a quello del gruppo B. La nascita prematura di per se non danneggia l’aumento di DHA. L’AA è meno sensibile ad una manipolazione attraverso la dieta rispetto al DHA, e la risposta delle regioni cerebrali all’aggiunta di AA è complessa.
- In questo studio sono stati prima di tutto osservati gli effetti di una dieta ricca di olio di pesce (ricco di DHA e di EPA) ma povero di omega 6sulla composizione lipidica delle membrane cerebrali, la trasmissione monoaminergica e il comportamento in ratti maschi di 2 mesi. Gli animali sottoposti a questa dieta sono stati confrontati ad un gruppo di controllo di ratti che hanno ricevuto un livello adeguato di omega 3 ed omega 6. E’ stata studiata la composizione lipidica di specifiche regioni cerebrali quali il corpo striato (STR), la corteccia frontale (FCX), l’ippocampo (HPC) ed il cervelletto (CB), ed alcuni parametri neurochimici e comportamentali della neurotrasmissione monoaminergica. Sono state misurate specifiche variabili neurochimiche come i livelli di dopamina (DA), noradrenalina (NA) e serotonina (5-HT) endogeni, l’attività delle monoaminoossidasi (MAO) ed alcuni siti di legame per DA e 5-HT in aree del cervello sottoposte a regolazione monoaminergica come STR, FCX ed HPC, prendendo come riferimento il CB, una regione con una scarsa innervazione monoaminergica. In più queste misurazioni sono state associate ad alcuni test comportamentali che coinvolgono queste aree cerebrali come l’attività locomotoria e l’ansia.
- Due generazioni di ratti femmina sono state sottoposte ad una dieta costituita da una mistura di olio di arachide africana al 60,5% ed olio di semi di ravizzone al 39,5%. Questa dieta fornisce circa 1200 mg di acido linoleico e 160 mg di acido alfa-linolenico per 100 g di cibo. 20 ratti femmine originarie della seconda generazione sono state divise in 2 gruppi; il primo gruppo di 10 femmine ha ricevuto la dieta sopra citata, il secondo una dieta nella quale la mistura olio di semi di ravizzone + olio di arachide sono stati sostituiti da una mistura di olio di pesce + olio di palma, fornendo circa 1000 mg di n-3 PUFA e 140 mg di n-6. La progenie maschile (terza generazione) di entrambi i gruppi ha ricevuto la stessa dieta delle madri.
- Risultati Peso corporeo: la dieta a base di olio di pesce (FPO) non ha avuto effetti sul peso corporeo dei ratti. Analisi lipidica delle regioni cerebrali: come ci si aspettava, le differenza nella composizione di acidi grassi tra i gruppi ha riguardato principalmente i PUFA. I livelli di DHA si sono rivelati maggior nello STR e HPC dei ratti alimentati con FPO; al contrario le percentuali di AA erano del 30-50% più basse in tutte e quattro le strutture cerebrali studiate nei ratti FPO.
- Proporzioni delle classi di PL: le proporzioni di PE, PC e PI non subiscono modifiche o solamente dei lievi cambiamenti nelle quattro regioni cerebrali del gruppo FPO. La proporzione di SM nel gruppo FPO non è influenzata nel CB ma è significativamente più bassa nella altre regioni cerebrali. Al contrario, la proporzione di PS è del 30-100% più grande in tutte e quattro le regioni dei ratti FPO rispetto al gruppo di controllo.
- Concentrazione delle monoamine endogene: le concentrazioni delle monoamine (NA, DA e 5-HT) sono mostrate nella fig.4 I livelli di NA sono identici per i due gruppi nelle quattro regioni cerebrali studiate. I livelli della serotonina sono simili; per quanto riguarda la DA non è stato possibile studiarne i valori nell’HPC e nel CB con il metodo utilizzato, mentre è stato possibile fare un confronto per quanto riguarda FCX e STR.
- E’ stata osservata una predominanza dell’attività delle MAO-A rispetto a quella delle MAO-B (circa il 60% rispetto al 40%) in tutte e quattro le regioni cerebrali. La dieta FPO non influenza l’attività delle MAO-A, ma l’attività delle MAO-B nella FCX è del 25% più bassa nei ratti che hanno seguito la dieta FPO rispetto al gruppo di controllo.
- Sembra quindi chiaro che le regioni cerebrali studiate abbiano una sensibilità specifica nei confronti della disponibilità di n-3 presenti nella dieta. Questo tipo di risposta specifica è stato già osservato nella mancanza cronica di acido alfa-linolenico, che porta alla riduzione dei livelli di DHA. Questo studio ha anche dimostrato che una dieta ricca di olio di pesce influenza le proporzioni di specifiche classi di fosfolipidi, come SM e specialmente PS, mentre altre classi (PE, PC e PI) sono scarsamente modificate. Al contrario non ci sono differenze di proporzioni nei ratti alimentati con diete povere di acido alfa-linolenico. Tuttavia la composizione delle classi di fosfolipidi delle membrane cerebrali può cambiare con l’età ed in soggetti affetti dal morbo di Alzheimer, ma il significato di questi cambiamenti rimane ancora poco chiaro. In più PS può avere effetti fisiologici e farmacologici specifici sulle funzioni cerebrali; alcuni studi hanno dimostrato che la PS endogena può attivare la PKC, l’ATPasi NA+/K+ dipendente, la tirosina idrossilasi e l’uptake del calcio, mentre la PS esogena può migliorare i deficit cognitivi associati all’età. Si può quindi assumere che l’aumento di PS nelle porzioni cerebrali indotto dalla dieta arricchita di olio di pesce può aver contribuito a cambiamenti che sono stati osservati negli specifici sistemi di neurotrasmissione. Quindi, poiché l’olio di pesce ha effetti sulla composizione lipidica di alcune regioni cerebrali, si possono collegare questi cambiamenti a parametri neurochimici e comportamentali associati a queste regioni. E’ stata osservata una riduzione dell’attività locomotoria nel gruppo FPO: ciò può essere legato alla riduzione dei livelli di DA ed a un legame più basso ai recettori dopaminergici D2 osservato nello striato del gruppo FPO, dal momento che la diminuita attività del pathway dopaminergico nigro-striatale porta ad un indebolimento dell’attività locomotoria. La riduzione del legame ai recettori dopaminergici può essere collegata a cambiamenti nella densità e/o nell’affinità dei siti di legame. Nella dieta carente di acido alfa-linolenico non vengono alterati i livelli endogeni di DA né i recettori D2 dello striato, in accordo con la normale attività locomotoria descritta in questo caso. L’aggiunta di n-3 alla dieta fa aumentare grandemente i livelli di DA endogeni nella corteccia frontale; ciò può essere collegato alla significativa riduzione dell’attività corticale delle MAO-B dal momento che questi enzimi sono coinvolti nella degradazione delle monoamine.
- In conclusione è stato dimostrato che una dieta con olio di pesce influenza alcune caratteristiche neurochimiche e comportamentali della funzione monoaminergica. E’ stata osservata una riduzione dell’attività locomotoria accompagnata alla diminuzione del legame ai recettori D2 nello striato, ma bisogna mettere in evidenza il fatto che i maggiori cambiamenti avvengono nella FCX. In questa specifica regione cerebrale l’aumento della concentrazione di DA endogena è accompagnato dalla riduzione dell’attività delle MAO-B e da un leggero aumento del legame ai recettori D2. Questi cambiamenti suggeriscono un aumento nella funzione corticale dopaminergica messa a confronto con il gruppo di controllo. E’ stato ipotizzato che queste modifiche della neurotrasmissione dopaminergica corticale sono collegate alla capacità di imparare, che è influenzata dalla mancanza di acido alfa-linolenico nella dieta ed aumentata in seguito all’aggiunta di omega 3 PUFA alla dieta. Questi risultati suggeriscono che il livello di n-6 PUFA, che è basso nella dieta FPO, può influenzare la locomozione, mentre il livello di n-3 PUFA può agire sui processi cognitivi attraverso gli effetti sulla funzione corticale dopaminergica.