Fattore neurotrofico derivato dal cervello (BDNF): che cos'è?

È stato dimostrato che il fattore neurotrofico derivato dal cervello è una delle più importanti neurotrofine in processi come l'apprendimento, la memoria e il pensiero.

È stato anche dimostrato che livelli inappropriati di questa sostanza causano malattie, disfunzioni cognitive e problemi di umore.

Successivamente entreremo più in dettaglio su cosa fa esattamente questa proteina, alcuni dei disturbi in cui è stata correlati, il suo meccanismo d'azione e l'importanza di svolgere attività fisica per avere buoni livelli di fattore.

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Cos'è il fattore neurotrofico derivato dal cervello?

Il fattore neurotrofico derivato dal cervello, meglio conosciuto con il suo acronimo in inglese BDNF (fattore neurotrofico derivato dal cervello), è una proteina, il cui gene è localizzato sul cromosoma 11, che risulta essere la neurotrofina con la più alta espressione nel cervello dei mammiferi, soprattutto nella corteccia cerebrale e nell'ippocampo.

Queste neurotrofine svolgono un ruolo molto importante durante lo sviluppo del cervello, e continuano ad esercitare la loro azione sulla plasticità del sistema nervoso una volta raggiunta la maturità.

Si è visto che svolgono un ruolo importante in processi come la neurogenesi, il mantenimento e l'igiene della funzione neuronale e la loro integrità strutturale. In effetti, Mark Tuszynski dell'Università della California ha dimostrato che questo era uno dei fattori che, nei modelli animali, ha impedito la morte neuronale quando si verifica una lesione cerebrale.

Funzione del BDNF nel sistema nervoso

Il fattore neurotrofico agisce in alcuni neuroni del sistema nervoso centrale e, anche, in quelli periferici, aiutando i neuroni in questi luoghi a sopravvivere. Inoltre, facilita la loro crescita e differenziazione.

questa sostanza è particolarmente attivo in parti del sistema nervoso centrale, in particolare la corteccia cerebrale, l'ippocampo e la parte più basale del cervello. Queste aree sono coinvolte nei processi cognitivi come la memoria, l'apprendimento e il pensiero. È stato anche visto che può essere trovato in luoghi come la retina, i reni, i motoneuroni, il muscolo scheletrico, la prostata e persino nella saliva.

Fattore neurotrofico derivato dal cervello svolge un ruolo importante nella memoria a lungo termine. Sebbene sia vero che un gran numero di neuroni nel cervello dei mammiferi si forma durante lo stato embrionale, parti del cervello dell'individuo, quando è già adulto, hanno la capacità di generare nuovi neuroni da cellule staminali neurali. Questo processo è noto come neurogenesi. I neurotrofi aiutano a stimolare e controllare questo processo, essendo il BDNF il più importante.

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Meccanismo di azione

Il BDNF si lega ad almeno due recettori sulla superficie delle cellule, che sono in grado di rispondere a questo fattore di crescita: traccia B (TrkB) e il recettore a bassa affinità per il fattore di crescita nervoso nerve (LNGFR). Il fattore neurotrofico modula l'attività di diversi recettori dei neurotrasmettitori, inclusi i recettori nicotinici.

1. TrkB

TrkB è codificato dal gene NTRK2. L'attivazione della via BDNF-TrkB è importante per sviluppo della memoria a breve termine e crescita neuronale.

2. LNGFR

L'interazione tra BDNF e il recettore LNGFR non è molto chiara. La ricerca ha indicato che questa interazione è quella dietro l'inibizione della morte neuronale.

Abilità cognitive

Vivere in ambienti che hanno molteplici stimoli cognitivi, oltre a condurre uno stile di vita fisicamente attivo, è stato collegato ad avere una buona funzione cognitiva in generale. La stimolazione cognitiva, fisica e visiva si traduce in un maggiore funzionamento neuronale, aumentando la comunicazione sinaptica tra neuroni, che comporta cambiamenti sia nella struttura che nella chimica cerebrale.

Gli stimoli sensoriali vengono prima elaborati dalla corteccia prima di raggiungere l'ippocampo. L'espressione di BDNF è potenziata in ambienti ricchi di stimoli cognitivi, che è stato attribuito per essere la causa di avere una migliore memoria e capacità di apprendimento. Questo fattore causerebbe più sinapsi (sinaptogenesi), dendriti (dendritogenesi) e, come abbiamo già detto, una maggiore neurogenesi.

Rapporto con la patologia

Allo stesso modo in cui il fattore neurotrofico derivato dal cervello è stato associato a una migliore capacità cognitiva e ad essere alla base di processi come l'apprendimento, memoria e pensiero, era inevitabile osservare fino a che punto questo fattore può essere assente nelle malattie e nei disturbi neurodegenerativi psichiatrico. Ne vedremo alcuni di seguito.

1. Schizofrenia

Il fatto che il BDNF sia una sostanza cruciale per la sopravvivenza del sistema nervoso centrale e periferico, soprattutto in relazione alla sinaptogenesi durante e dopo lo sviluppo embrionale, lo ha reso correlato a schizofrenia.

Si è visto che le persone con la diagnosi hanno quantità inferiori del fattore nella corteccia prefrontale dorsolaterale, un'area relativa alla memoria di lavoro.

2. Depressione

Avere alti livelli di corticosterone, un ormone dello stress, è stato associato a una riduzione dell'espressione di BDNF in modelli animali, implicando l'atrofia dell'ippocampo.

Una diminuzione dell'attività dell'ippocampo e di altre strutture limbiche è stata collegata a problemi di umore, soprattutto con chi soffre di depressione cronica.

D'altra parte, si è visto che il neurotrasmettitore glutammato, deficit calorico, stimolazione intellettuale e Volontariato, oltre agli antidepressivi, aumenta l'espressione del BDNF nel cervello e riduce i sintomi depressivo

3. Invecchiamento

I livelli di BDNF sono altamente regolati durante la vita delle persone, sia all'inizio che alla fine della vita.

Come abbiamo già visto, il fattore neurotrofico di origine cerebrale si è dimostrato una sostanza fondamentale nello sviluppo cerebrale sia prima che dopo il periodo prenatale. Con l'avanzare dell'età, i livelli di BDNF diminuiscono nei tessuti cerebrali.

Il volume dell'ippocampo diminuisce a causa di questo fenomeno, il che suggerisce che questa riduzione del BDNF coinvolge i problemi cognitivi così caratteristici degli anziani.

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BDNF ed esercizio fisico

Nei modelli animali, in particolare con i ratti, è stato osservato che impegnarsi in un'attività fisica moderata, come correre per un chilometro al giorno, ha aumentato i livelli di BDNF nell'ippocampo.

Questi cambiamenti nei livelli dei fattori sono stati visti essere particolarmente significativi nei neuroni del giro dentato, dell'ilo e della regione CA3 e compaiono dopo pochi giorni. Altre regioni in cui sono stati riscontrati cambiamenti erano nel cervelletto, nella corteccia cerebrale e nel midollo spinale lombare.

Ricerche effettuate sull'uomo hanno dimostrato che l'attività fisica aiuta a mantenere e addirittura a migliorare la plasticità cerebrale, caratteristica molto tipica dell'ippocampo. Le funzioni superiori come l'apprendimento o la memoria sono avvantaggiate dall'attuazione di abitudini sane come camminare trenta minuti al giorno, fare qualsiasi sport o, e soprattutto, correre. L'esercizio induce una maggiore espressione del gene BDNF.

Riferimenti bibliografici:

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