La salute dei vasi sanguigni non è importante solo per la salute del cuore.
Il benessere vascolare è fondamentale per la salute del cervello e potenzialmente per combattere il declino cognitivo legato all’età e le malattie neurodegenerative come il morbo di Alzheimer, secondo un nuovo studio condotto dai ricercatori della Penn State.
I risultati evidenziano un ruolo finora poco studiato ma potenzialmente cruciale che la rete vascolare del cervello – o infrastruttura energetica – svolge nell’insorgenza delle malattie neurodegenerative.
I ricercatori hanno pubblicato il loro lavoro su Nature Communications.
Utilizzando tecniche di imaging avanzate, il team ha creato mappe del cervello dei topi che illustrano come le cellule vascolari e le strutture come i vasi sanguigni cambiano con l’età e ha identificato le aree soggette a deterioramento.
Quando i vasi sanguigni si deteriorano, le cellule nervose del cervello, note come neuroni, vengono private di energia e non funzionano più correttamente o muoiono.
Questo può portare a una condizione nota come demenza vascolare, la seconda causa più comune di deterioramento cognitivo negli anziani, e a sintomi come i disturbi del sonno.

Una mappa dettagliata della rete vascolare del cervello aiuta a identificare le aree che degenerano selettivamente in età avanzata

“In un caso come quello del morbo di Alzheimer, la morte delle cellule si è già verificata nel momento in cui si possono notare cambiamenti vascolari e un significativo restringimento del cervello alla risonanza magnetica.
Dobbiamo capire come cambiano le cellule e le strutture prima che si verifichi una grave catastrofe”, ha dichiarato Yongsoo Kim, professore associato di scienze neurali e comportamentali presso il Penn State College of Medicine e autore principale dello studio.
Questo studio fornisce segnali precoci di disturbi neurodegenerativi che potrebbero portare a diagnosi più precoci e a indizi su come rallentare il processo di invecchiamento e i cambiamenti cognitivi.
Secondo Kim, l’invecchiamento è uno dei fattori più importanti coinvolti nei disturbi neurodegenerativi.
Tuttavia, i ricercatori non sanno esattamente come il normale invecchiamento modifichi il cervello e in particolare la sua vascolarizzazione. Con l’invecchiamento della popolazione, è fondamentale comprendere questi cambiamenti, soprattutto per quanto riguarda la rete dei vasi sanguigni.
I vasi sanguigni, in particolare i microvasi, regolano l’apporto di ossigeno ed energia e la rimozione dei prodotti di scarto da e verso i neuroni.
Nonostante la loro importanza, Kim afferma che la maggior parte della ricerca si concentra sul modo in cui la struttura e la funzione dei neuroni degenerano nel tempo, piuttosto che sulla vascolarizzazione.
Quando i ricercatori analizzano la vascolarizzazione del cervello, studiano principalmente i vasi sanguigni più grandi o si concentrano su un’unica area del cervello facilmente accessibile, la corteccia somatosensoriale.
Inoltre, le tipiche tecniche di imaging come la risonanza magnetica non hanno una risoluzione sufficientemente alta per vedere cosa succede nei piccoli vasi sanguigni, che secondo gli esperti costituiscono l’80-85% del sistema vascolare del cervello.
Kim e il suo team di ricerca hanno creato una mappa dettagliata della rete vascolare dell’intero cervello di topo utilizzando due tecniche di mappatura 3D ad alta risoluzione: la tomografia seriale a due fotoni – una tecnica che produce una serie di immagini 2D impilate – e la microscopia a fluorescenza a fogli luminosi, che fotografa campioni 3D intatti per visualizzare l’intero cervello con una risoluzione a singola cellula.
Gli scienziati hanno esaminato il cervello di topi giovani e anziani per mappare i cambiamenti nella vascolarizzazione del cervello durante il normale processo di invecchiamento.
Grazie alla mappatura ad alta risoluzione, i ricercatori possono ricostruire l’intera struttura vascolare e scansionare l’intero cervello per identificare le aree che degenerano selettivamente con l’età.
Gli esperti hanno scoperto che l’area che la maggior parte delle persone esamina mostra i cambiamenti minori, mentre i cambiamenti più profondi avvengono nelle aree più profonde del cervello.
Le immagini hanno mostrato che i cambiamenti nella rete vascolare non sono ugualmente pronunciati ovunque nel cervello.
Piuttosto, si concentrano nel prosencefalo basale, negli strati corticali profondi e nella rete ippocampale, suggerendo che queste aree sono più suscettibili alla degenerazione vascolare.
Queste regioni svolgono un ruolo nell’attenzione, nel sonno, nell’elaborazione e nell’immagazzinamento della memoria e in altre funzioni.

Speranza per i futuri trattamenti dei disturbi neurodegenerativi

Con l’invecchiamento del cervello, la lunghezza dei vasi e la densità delle ramificazioni diminuiscono di circa il 10%, suggerendo che la rete di distribuzione del sangue è più scarsa.
Inoltre, le arterie dei cervelli più anziani sono più curve rispetto a quelle dei cervelli più giovani, il che può ostacolare il flusso sanguigno, soprattutto nelle aree più lontane dalle arterie principali, come gli strati corticali profondi.
Il team ha anche analizzato i cambiamenti funzionali dei vasi e ha scoperto che il sistema risponde più lentamente nei cervelli anziani.
Ciò significa che non è in grado di fornire energia ai neuroni con la stessa rapidità e facilità con cui le cellule ne hanno bisogno.
Si verifica anche una perdita di periciti, un tipo di cellula che regola l’apporto di sangue e la permeabilità dei vasi sanguigni.
Di conseguenza, i vasi sanguigni diventano “leaky”, compromettendo la barriera emato-encefalica.
Questo studio si basa su una precedente ricerca del gruppo che ha mappato la vascolarizzazione di un cervello di topo giovane.
In seguito, indagheranno su come i cambiamenti cerebrali causati dalla malattia di Alzheimer influenzino la salute vascolare e la funzione dei neuroni.
In definitiva, sperano che il loro lavoro porti a trattamenti per i disturbi neurodegenerativi.