Il cervello invecchia e la risposta sta nei geni

· 5 agosto 2018

Il cervello invecchia proprio come succede a tutte le strutture e ai sistemi del corpo. Nonostante questo, ci sono persone che sembrano invecchiare più velocemente di altre. Non parliamo solo dell’aspetto fisico, ma anche delle loro capacità mentali. Perché succede? Ci sono persone più propense a invecchiare? È possibile rallentare il processo di invecchiamento?

A quanto pare le risposte per scoprire i misteri dell’invecchiamento cerebrale si trovano in alcuni geni. Un gruppo di studiosi del Babraham Institute di Cambridge (Regno Unito) e dell’Università Sapienza di Roma hanno indagato su questo interessante processo. Hanno condotto diverse ricerche in merito agli ingranaggi genetici che influiscono sul complesso meccanismo del declino cognitivo relazionato all’età.

Sicuramente in linea di massima sappiamo già cosa succede quando il cervello invecchia. Per esempio, sappiamo che i neuroni si deteriorano, muoiono e vengono sostituiti da quelli nuovi. Questo processo viene facilitato da un tipo di cellula madre: le cellule staminali neurali (CSN), cellule del sistema nervoso in grado di rigenerarsi e dare vita a cellule progenitrici.

Tuttavia, con il passare del tempo, queste cellule diventano sempre meno funzionali. Questa circostanza fa sì che anche il cervello diventi meno efficiente. Cosa fa invecchiare queste cellule? Quali sono i cambiamenti molecolari responsabili del loro deterioramento? Queste sono le domande a cui i ricercatori hanno dato risposta.

Cosa succede quando il cervello invecchia?

Prima di capire perché il cervello invecchia, vediamo in cosa consiste l’invecchiamento cerebrale. L’invecchiamento cerebrale è inevitabile fino a un certo punto, anche se non per tutti. Colpisce tutti i cervelli, ma in modo diverso. Prevenire o arrestare l’invecchiamento cerebrale sarebbe il miglior elisir dell’eterna giovinezza.

Uomo invecchiamento cerebrale

Il cervello umano contiene circa 100.000 milioni di neuroni, collegati fra loro da miliardi di sinapsi. Nel corso della nostra vita, il cervello cambia più di ogni altra parte del corpo dal momento in cui inizia a svilupparsi, durante la terza settimana di gravidanza, fino alla vecchiaia. Le sue complesse strutture e funzioni sono in continuo mutamento.

Durante i primi anni di vita, il cervello di un bambino crea più di un milione di nuove connessioni neurali al secondo. Le sue dimensioni si quadruplicano durante l’età prescolare e nei primi sei anni di vita raggiunge circa il 90% del suo volume.

I lobi frontali sono le aree cerebrali responsabili delle funzioni esecutive e si trovano nella parte del cervello che si sviluppa per ultima. Alcune funzioni esecutive sono la pianificazione, la memoria operativa e il controllo degli impulsi. Per alcuni individui è possibile che queste non si sviluppino fino ai 35 anni.

Tutti, però, a un certo punto iniziamo a invecchiare. A mano a mano che invecchiamo, tutti i sistemi del nostro corpo diminuiscono gradualmente la loro capacità di rendimento. Fra questi sistemi è incluso il cervello. Certi cambiamenti mnemonici sono dunque associati a un normale invecchiamento cerebrale.

Cambiamenti a livello cerebrale

I cambiamenti mnemonici associati al normale invecchiamento cerebrale includono:

  • Difficoltà di apprendimento: memorizzare nuove informazioni può richiedere più tempo.
  • Difficoltà a fare più cose contemporaneamente: l’elaborazione più lenta può causare difficoltà nella pianificazione di compiti paralleli.
  • Difficoltà a ricordare nomi e numeri: la memoria strategica che aiuta a memorizzare nomi e numeri comincia a diminuire verso i 20 anni.
  • Difficoltà a ricordare appuntamenti.

Per esempio, la memoria dichiarativa è fatta di ricordi, fatti o eventi che sono stati immagazzinati e che possono essere recuperati. Alcune ricerche mostrano che un terzo delle persone anziane ha problemi relativi a questo tipo di memoria. Altri studi, invece, indicano che un quinto delle persone fra i 70 e gli 80 anni ha portato a termine test cognitivi con risultati pari a ventenni.

I cambiamenti generali individuati durante l’invecchiamento cerebrale includono:

  • Massa cerebrale. Contrazione del lobo frontale e dell’ippocampo, ovvero le aree coinvolte nella funzione cognitiva superiore e nella codificazione di nuovi ricordi. I cambiamenti cominciano intorno ai 60 0 70 anni.
  • Densità corticale. Assottigliamento della superficie esterna del solco per via della diminuzione delle connessioni sinaptiche. Meno connessioni determinano un processo cognitivo più lento.
  • Materia bianca. La materia bianca è costituita da fibre nervose mieliniche. Queste fibre si raggruppano a tratti e trasmettono segnali nervosi fra le cellule cerebrali. La mielina si riduce con l’età, questo rallenta la trasmissione dei segnali nervosi e quindi la funzione cognitiva.
  • Sistemi di neurotrasmissione. I ricercatori suggeriscono che invecchiando il cervello produce un numero inferiore di messaggeri chimici, ovvero la dopamina, l’acetilcolina, la serotonina e la noradrenalina. Questa minore attività svolge un ruolo fondamentale nella riduzione della memoria e della cognizione. In più, può causare anche un aumento della depressione.

Il ruolo dei geni quando il cervello invecchia

Adesso sappiamo cosa succede quando il cervello invecchia. Torniamo quindi allo studio citato all’inizio dell’articolo per vedere quale ruolo hanno geni nell’invecchiamento cerebrale. Sembra che il responsabile sia il gene Dbx2.

Gli studiosi hanno confrontato i cambiamenti genetici nelle cellule madri o cellule staminali (NSPC, sigla inglese per Neural Stem/Progenitor Cells). L’esperimento è stato condotto su cavie adulte (18 mesi) e cavie più giovani (3 mesi). È stato possibile individuare più di 250 geni che cambiano il loro comportamento nel corso del tempo, e ciò sarebbe la probabile causa del malfunzionamento cerebrale associato all’età.

Nella fase successiva gli scienziati hanno notato un dato molto interessante: l’aumento dell’attività del gene Dbx2 sembrava cambiare la NSPC invecchiata. Analisi in vivo e in vitro hanno rivelato che l’aumento dell’attività di questo gene in NSPC giovani le induce a comportarsi più come cellule staminali vecchie. L’aumento dell’attività del Dbx2 impediva alle NPSC di crescere o svilupparsi.

Cervello e luce

Nelle NSPC più vecchie i ricercatori hanno anche individuato dei cambiamenti nella marcatura epigenetica. Questo può spiegare perché le cellule staminale si deteriorano con il tempo. Se pensiamo al nostro DNA come ad un alfabeto, le marcature epigenetiche sono accenti e segni di punteggiatura. Questo perché dicono alle nostre cellule se devono leggere i geni e come farlo. Gli studiosi hanno scoperto che queste marcature si dispongono in modo diverso nel genoma, “dicendo” alle NSPC di crescere più lentamente.

Un futuro più giovane!

I ricercatori hanno dimostrato che questi cambiamenti possono contribuire all’invecchiamento cerebrale o al rallentamento del rinnovo cerebrale. Si spera che queste scoperte un giorno conducano alla reversione del processo di invecchiamento.