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passi avanti nella conoscenza del cervello

23 Marzo 2017 Nessun commento

 

(vedere il mio precedente articolo il cervello, questo sconosciuto del 2 settembre 2008 visibile in Archivi)

 

è con la moderna tecnologia dell’imaging di risonanza magnetica che oggi come mai prima d’ora si stanno svelando i misteri del cervello. Oggi le tecniche di visualizzazione del cervello sono migliorate immensamente. LA RETE NEURONALE (figura 1) ci è diventata familiare ed è possibile con la tecnica CLARITY finanche vedere il cervello in trasparenza  (ad esempio si evidenziano dei particolari, come in CLARITY, etc. di figura 1).
La tecnica Clarity si basa sulla solubilizzazione dei lipidi  lasciando inalterata l’impalcatura dei neuroni, per cui diventa facilmente penetrabile la luce del microscopio. La mappa della corteccia è oggi totalmente rinnovata, con 180 aree per ciascun emisfero, di cui 100 nuove, come appare da uno studio pubblicato online su Nature il 20.07 2016 (osservare LA NUOVA MAPPA, etc in figura 1). Si è così scoperto che nell’area del linguaggio c’è un gruppo di neuroni che si attivano solo quando sentiamo delle storie e nell’area della corteccia visiva c’è un altro gruppo deputato esclusivamente a determinare l’ampiezza del campo visivo.

Ogni cervello è diverso dall’altro, per cui esiste in ognuno di essi un’impronta, quella dell’identità, simile all’impronta digitale. Secondo H. Gage e collab., questa caratteristica straordinaria è provocata da pezzi di DNA che nel nucleo cellulare si staccano e si riattaccano (geni saltatori) rendendo gli individui uno diverso dall’altro. Stiamo parlando dei retrotrasponi L1 o LINE1, chiamati con questa sigla perché traspongono a distanza (long interspersed nuclear elements) per mezzo di un RNA intermediario a cui segue la replicazione all’interno dello stesso DNA. Quando la retrotrasposizione L1 ha luogo durante la fase di sviluppo dell’embrione si ha il cosiddetto mosaicismo somatico, la condizione secondo la quale le cellule di una persona hanno diversi raggruppamenti ognuno dei quali rappresenta un fenotipo differente derivante da un diverso genotipo. Può l’ambiente  avere influenza sulla plasticità neuronale mediata da L1? Sì,  a retrotrasposizione L1 è influenzata, ad esempio, da nutrizione e stress della madre influenzante a sua volta l’embrione in sviluppo. Gli elementi L1 sono espressi in molti tessuti somatici, ivi compreso il cervello.
Sebbene sia ancora da accettare con sicurezza, è probabile che gli effetti provocati dalla retrotrasposizione L1 siano anche mediati da meccanismi epigenetici od ormonali. Vedere SUPPOSTE IMPLICAZIONI DEL MOSAICISMO SOMATICO etc.  di figura 1.
LINE-1 Retrotransposons  Mediators of Somatic Variation in Neuronal Genomes.htm.
Si trovano oggi spiegazioni anche per sentimenti, come felicità e tristezza, paura e disgusto. È quello che si sta facendo soprattutto all’Università di Amsterdam con il progetto europeo di mappatura del cervello di cui è stata leader fSuzanne Oosterwijk. Where is my mind  _ Horizon  the EU Research & Innovation magazine _ European Commission.htm. Per accennare alle conseguenze pratiche dello studio, immaginiamo che ad un partecipante si chieda di pensare e percepire l’esistenza nel modo che è per lui istintivo, poi in un modo totalmente differente. Si trova che la risposta impressa in seno alla stessa rete neuronale è totalmente diversa nei due casi. In base a queste risultanze, gli individui depressi  possono sfruttare la possibilità di modificare lo stato d’animo soltanto regolando le loro emozioni. Il problema è quello di convincere la gente depressa a cambiare e far loro capire che più si insiste in questo tentativo di cambiamento più è facile la guarigione. Vedere in figura 1 POSSIAMO CAMBIARE, etc con l’intricata rete neuronale modificabile.
Il mosaicismo di cui abbiamo parlato in precedenza indica che le persone sono tutte diverse l’una dall’altra già dalla nascita. Ma cambiano anche da adulte. Come ciò avviene? Questa domanda che si pone l’uomo comune se la pongono ancor più gli scienziati che allo scopo hanno creato un altro termine, il connettoma, che pur imitando foneticamente il genoma, ne è totalmente diverso perché è molto variabile e cambia durante la vita di un individuo. Conoscerlo nei suoi segreti significa tracciare una mappa delle connessioni, che sono miliardi e miliardi, impresa non facile, ma ritenuta possibile. Lo scopo è poi quello di trovare le cure per le malattie mentali (con modifiche delle reti neuronali mediante interventi molecolari). dalla rete di sinapsi alla coscienza, le scienze, luglio 2013, 10.                                                              

La coscienza, secondo una teoria detta darwinismo neuronale (o teoria della selezione dei gruppi neuronali o TSGN, o neurodarwinismo) proposta dal Nobel Gerard Edelman, è formata già nel cervello dei neonati, per cui i loro circuiti nervosi danno già luogo alla consapevolezza di se stessi e del mondo esterno, ma la loro formazione durante lo sviluppo fetale non si non si realizza via via secondo istruzioni programmate, ma attraverso la selezione da un repertorio primario delle mappe funzionali (selezione neurale), che viene poi modificato dalla un’altra selezione neurale dipendente dall’esperienza di vita (repertorio secondario) e dalla percezione del mondo esterno con aggiornamento continuo delle connessioni sinaptiche.
Uno studio pubblicato il 26 maggio 2016 in Current Biology getta nuova luce sulla coscienza, con l’ausilio della PET. Questa tecnica utilizza, come illustrato nel mio articolo i tumori del 2015 – seconda parte dello 08.09.2015, i positroni generati da una sostanza radioattiva immessa nell’organo da indagare. L’immagine è data dai raggi gamma formatisi per annichilazione positroni/elettroni. La sostanza radioattiva è spesso il fluorodeossiglucosio (FDG). Il cervello durante la sua attività cosciente consuma un certo quantitativo di glucosio. Se questo quantitativo si riduce al di sotto di certi limiti ecco che compare lo stato di incoscienza. Ciò hanno scoperto i ricercatori. Basandosi appunto sul consumo del tracciante FDG, Il 38% del consumo del riferimento (individuo pienamente cosciente) indica stato di totale assenza (vita vegetativa totale). Si ha un consumo del 63% se si verifica il risveglio con iniziale ritorno alla coscienza. Molte parti del cervello sono interessate al fenomeno. L’imaging non rivela infatti particolari localizzazioni.
Il passaggio degli impulsi sensoriali attraverso gli strati della corteccia cerebrale è stato studiato da Christine Constantinoble e Randy Bruno dell’Uiversità di New York sui topi (pubblicazione su Science). È stato chiarito il ruolo degli strati, quelli più profondi comuni con i rettili e quelli più recentemente evolutisi. I loro circuiti sono separati ed anche le funzioni sono diverse.
nuove vie per i sensi,  le scienze, agosto 2013, 28.    

La risonanza magnetica funzionale ha dimostrato che esiste un incremento dell’attività del nucleo accumbens quando facciamo cose piacevoli (studio pubblicato sulla rivista Neuropsychopharmacology, da ricercatori italiani e olandesi, coordinato da Viviana Trezza del Dipartimento di Scienze dell’Università Roma Tre). La cosa è stata dimostrata lavorando su certi ratti propensi al gioco. È molto probabile che anche nei giochi dei bambini, per esempio nei giochi di finzione con i compagni , venga esaltata questa attività. I bambini autistici sono carenti proprio nei giochi di finzione perché mancanti di immaginazione. Può esserci una correlazione tra funzionalità del nucleus accumbens e l’autismo? Sarebbe da studiarla. Vedere in figura 1 DOVE SI TROVA; etc. Oggi, anche se non decisivi, passi avanti si sono avuti nella conoscenza dei fattori che determinano l’autismo nei bambini. Secondo una teoria, avverrebbe tutto nella fase prenatale a seguito di infezioni. Un’accertata causa dell’autismo è stata trovata di recente: il virus dell’Herpes simplex tipo 2 (HSV-2) danneggia il cervello del feto se la madre ne è affetta durante la gravidanza (rivista Nature, febbraio 2017); ma si tratta solo di una maggiore probabilità Un’altra acquisizione è che l’autismo è di natura fortemente genetica: Sembrava finora che vi fossero 4 – 5 geni interessati; ma secondo uno studio pubblicato sulla rivista Nature nel 2014 vi sono interessati 100 geni. I 100 geni coinvolti nell’autismo – Wired.htm.
Molta perplessità esiste su certe cure che vengono proposte da qualche parte per contrastare autismo, dislessia, ADHD (attention deficit hyperactivity disorder, deficit di attenzione/i8perattività), ed altro. Doctors skeptical of center’s claims Milwaukee Journal Sentinel.htm.
 Oggi si conosce bene anche il meccanismo biochimico della trasmissione sinaptica. Vedere SINAPSI CHIMICA nelle immagini tratte dal video  How do Nerves Carry Information? – Naked Science Scrapbook – YouTube.
Quando i neuroni di uno spettatore si accendono alla vista dell’attore Clint Eastwood sul cavallo nel film Gli spietati (Unforgiven) del 1992, è possibile che essi diventino contemporaneamente sensibili ai paesaggi ed agli oggetti che circondano il protagonista. Secondo uno studio effettuato su pazienti epilettici a cui erano stati impiantati elettrodi nel cervello nel lobo temporale medio (MTL), la velocità di accensione di certi neuroni che in precedenza si erano accesi in risposta alla sola immagine di Eastwood, dopo esposizione all’altra immagine frutto della sovrapposizione Eastwood + torre di Pisa, era molto maggiore, fino al 230% (studio pubblicato nel luglio 2015 su Neuron da Itzhak Fried, un neuroscienziato dell’Università di California, Los Angeles). How your brain links people and places _ Science_AAAS _ News.htm.
Lo stato di benessere  di una persona, condizione positiva della mente denominata sistema di ricompensa (reward system) a cui è associata la sensazione di uno stato fisico ottimale, favorisce il sistema immunitario. È quanto hanno potuto stabilire, lavorando sui topi, ricercatori del Technion-Israel Institute of Technology. Power Of Positive Thought – Science News _ The Naked Scientists.htm. 

Sarebbe bello se gli psicoanalisti potessero rivedere i sogni registrati dei loro pazienti. Non siamo ancora a quel punto, ma la strada è ormai tracciata. Scienziati dei Computational Neuroscience Laboratories ATR (Advanced Communication Resarch Institute) di Kyoto in Giappone, con a capo il professore Yukiyasu Kamitani, hanno rilevato (per ora in forma rudimentale ed in bianco e nero) immagini impresse nel cervello di volontari che si sono sottoposti agli esperimenti. Hanno usato il metodo della risonanza magnetica ed un particolare programma.  È noto che durante il sonno rem (rapid eyes movement) si possono formare nel cervello Immagini dovute all’attività cerebrale che noi definiamo “sogni”. Orbene, queste immagini localizzate nell’ippocampo vengono trasmesse alla corteccia cerebrale e da qui captate dalla macchina che registra non tutto quello che si è sognato, ma dei particolari, ad esempio una persona, un’auto, un’abitazione. La cosa è possibile perché un decoder in un database trasforma i segnali provenienti dal cervello del sognatore in un linguaggio  comprensibile dalla macchina.
Il database viene preparato da sognatori volontari dormienti in un apparecchio fMRI (imaging tramite risonanza magnetica funzionale) con gli elettrodi attaccati alla testa, svegliati dopo aver fatto il sogno perché lo possano raccontare in tutti i particolari e perché possano associarlo ad una foto che loro prescelgono  da tutta una serie. Questa foto corrisponde ad un elemento caratteristico del sogno stesso (ad esempio un’abitazione), con lo scopo di “addestrare” l’algoritmo. Si può osservare che la costruzione di una vera mappa dei sogni richiederà tempo e pazienza perché la macchina indovina ora solo il 60% dei casi. Altra limitazione importante è che il decoder è individuale, cioè non funziona quando deve interpretare il sogno di un’altra persona. Brain Scans Help Decode Sleepers’ Dreams.htm, Decoding Dreams – The Powerstates Blog.htm.
Il premio Nobel per la Medicina ela Fisiologia 2014 è andato a John O’Keefe dell’University College di Londra, ed ai coniugi ‘
May-Britt Moser ed Edvard I.Moser della Norwegian University of Science and Technology di Trondheim  per La scoperta del cosiddetto sistema GPS interno localizzato nell’ippocampo che ci permette di fissare il nostro orientamento nello spazio.
Perché i neuroni Gps hanno vinto il Nobel per la medicina  – Wired.htm.
Del cervello, macchinario meraviglioso, conosciamo sempre troppo poco rispetto a quanto desidereremmo conoscere. Tuttavia ogni anno si aggiungono dei tasselli. Una rimarchevole scoperta oggetto ora di ricerca in tutto il mondo che ha messo in evidenza aspetti del cervello aventi importanza nello stabilirsi delle relazioni sociali è quella dei neuroni specchio (mirror neurons). Sono quelli che ci permettono di capire le altre persone e di interpretare i loro sentimenti. Di fronte a situazioni emotive i neuroni di certe aree del nostro cervello appartenenti ai lobi frontale e parietale si attivano (sono LE ZONE IN CUI SI ATTIVANO, etc. di figura 1), creano sinapsi e liberano neurotrasmettitori. Il fenomeno fu inizialmente scoperto dal professore Giacomo Rizzolatti (figura 1) e dai suoi collaboratori (Università di Parma) quando si osservavano certi segnali provenienti dal cervello di una scimmia. L’attivazione aveva luogo nel momento in cui del cibo veniva caricato in un contenitore ed osservato a distanza dall’animale allo stesso modo di quando gli veniva offerto (sincronia tra azione ed osservazione). In altre parole quei neuroni si attivavano non soltanto allorché la scimmia compiva una certa azione, ma anche quando quest’azione veniva preparata a distanza da altre persone. Nel prosieguo degli studi si è capito che queste attivazioni dei neuroni sono importanti perché ci fanno entrare in empatia col prossimo, provare gioia quando un altro prova gioia, provare dolore quando un altro prova dolore.
Da diversi decenni si conoscono le fonti del linguaggio nel nostro cervello. Le zone finora individuate sono due, l’area di Broca e l’area di Wernicke le cui disfunzioni producono due tipi di afasia differenti. Nell’area di Broca si attiva il programma neuromotorio per la produzione del suono (bocca, lingua, laringe), mentre nell’area di Wernicke la forma visiva della parole a cui è deputata la corteccia occipitale viene trasformata in in forma sonora.
È sorprendente tuttavia che, in base a  recenti indagini, Josef Rauschecker, un neuroscienziato del Dipartimento di neurologia del Georgetown University Medical Center (GUMC) affermi, in base a ben 115 studi di imaging cerebrale, che la vera area di Wernicke è tre centimetri più frontalmente di quanto si pensava finora, nel giro temporale superiore. Dov’è (davvero) l’area del cervello che elabora il linguaggio – Le Scienze.htm. Vedere immagine BROCA E WERNICKE in figura 1.
Secondo alcuni ricercatori giapponesi lo dell’Università di Kyoto stare in piedi su una sola gamba per meno di 20 secondi potrebbe significare che si è a rischio di microangiopatia. Il 15-30% dei partecipanti allo studio aventi il disturbo dell’equilibrio ha mostrato anche irregolarità cerebrali alla risonanza magnetica. Tuttavia è da notare che detto studio non ha preso in considerazione altri parametri fisici che potrebbero influenzare l’equilibrio. Capaci di stare su una gamba sola  L’equilibrio svela il rischio di ictus e declino cognitivo _ Ok Salute e Benessere.htm.
Il comportamento antisociale dei psicopatici ed il loro istinto criminale è stato spiegato da alcuni scienziati con alterazioni delle funzioni di componenti del cervello, come le connessioni ridotte tra la corteccia ventromediale prefrontale e l’amigdala (vedere in figura 1 PARTI DEL CERVELLO DI UNA MENTE CRIMINALE, etc.), strutture che regolano emozioni e comportamento sociale se comunicano correttamente. i meccanismi della memoria  Benessere_com.htm.  Questi individui mancanti di empatia, senso di colpa o rimorso sono stati studiati lungamente dal neuroscienziato Kent Kehl dell’Università del Nuovo Messico che ha accertato negli istituti di pena su moltissimi  individui le correlazioni di cui sopra. Psychopaths’ brains show differences in structure and function.htm. Le alterazioni rispetto alla norma nel neuroimaging sono ben lontane da essere limitate alle connessioni tra amigdala e corteccia prefrontale. È infatti interessato tutto il sistema limbico, notoriamente sede delle emozioni e dei sentimenti. Il sistema limbico comprende essenzialmente l’ippocampo, il cingolo, il fornice ed il corpo calloso.  Vedere in figura 1 SISTEMA LIMBICO.

Questi risultati della neuroscienza sono entrati nei tribunali influenzando le sentenze non solo in USA, ma anche in Italia, come nèl caso di Stefania Albertani che costrinse al suicidio la sorella e ne bruciò il corpo, poi strangolò la madre e ne bruciò il corpo. Sulla base delle indagini neuroscientifiche fu considerata parzialmente insana di mente e condannata nel 2011 a soli venti anni di carcere.

Passi avanti sono stati fatti nella conoscenza di come funziona la memoria. Quando acquisiamo una nuova conoscenza il primo componente del cervello a recepire è l’ippocampo che trasmette al talamo ed ai circuiti encefalici della alla corteccia cerebrale. È in essi che avviene l’archiviazione, suddivisa in categorie (vedere in figura 1 UN’ESPERIENZA NUOVA, etc. L’archiviazione avverrebbe tramite proteine preesistenti nel caso della memoria a breve termine (per esempio quella momentanea che ci permette di fare mentalmente una moltiplicazione od una divisione, ma di cui non ricordiamo i particolari dopo un po’ di tempo una volta completato il calcolo, e di proteine nuove nel caso della memoria a lungo termine (è quella che comunemente chiamiamo memoria), come può essere il ricordo dei nomi dei nostri parenti od amici.
Nuove scoperte fanno pensare che l’RNA giuochi un ruolo fondamentale nell’apprendimento e nella memoria (pubblicazione su Journal Proceedings of the National Academy of Sciences da parte di scienziati del Florida campus of The Scripps Research Institute [TSRI], Columbia University e della University of Florida, Gainesville. Nelle loro ricerche essi hanno studiato i meccanismi della memoria di un verme, l’Aplysia, isolando o e caratterizzando  nelle sue sinapsi ben 6000 sequenze di RNA sia codificante che non (e, stranamente, anche antisenso!), proveniente dalle cellule nervose corporee. Le molecole di questo RNA vengono veicolate sulle sinapsi dalla chinesina, ma una volta a destinazione sono prese in consegna da da “altri meccanismi locali”. Efficace la similitudine data dall’articolista, che paragona la chinesina al taxi che porta in albergo le valige di un viaggiatore, che vengono poi consegnate al portiere. In conclusione, si spera che questo nuovo approccio possa servire a rispondere alle tante domande che ci poniamo sulla formazione della memoria. Ad esempio, premesso che la sintesi di nuove proteine è essenziale per la memoria a lungo termine e che per tale scopo sono indispensabili gli RNA suddetti, quanto a lungo essi vengono mantenuti? Quali proteine sintetizzano? Qual’è il meccanismo per il mantenimento deiia memoria? Novel approach to find RNAs involved in long-term memory storage.htm.
Di notevole interesse è la notizia che gli astrociti, cellule gliali del sistema nervoso centrale a forma di stella (vedere in figura 2 ASTROCITI, etc), non servono solo come sostegno e nutrimento dei neuroni, ma attivano la memoria e l’abilità di apprendimento. È quanto si è visto nei topi nel cui cervello cui cervello è stato effettuato trapianto di astrociti umani (studi di  Steven Goldman  e collab. dell’University of Rochester Medical Center di New York). Gli astrociti umani sono più grandi ed hanno diramazioni 10 volte maggiori di quelli del topo: ciò spiega l’incremento di intelligenza del roditore. Human Brain Cells Boost Mouse Memory – ScienceNOW.htm.
I
disturbi della memoria sono un fenomeno che interessa il 7% della popolazione di ultrasessantacinquenni ed il 30% degli ultraottantenni. Secondo gli scienziati si possono prevenire non interrompendo mai esercizio fisico ed intellettivo, e con una corretta alimentazione.
Per potenziare le attività cognitive del cervello (in inglese Brain achievment), in sostanza migliorare l’intelligenza, esiste già qualche farmaco che sembra prestarsi allo scopo, come la caffeina. Altre molecole sono ora disponibili e se ne nota la loro presenza sul Web. Studi sono in corso in questo campo da parte del professore Alessandro Rossi dell’Università di Siena, lo stesso che ne ha parlato a Radio 3 scienze il 20.10.2014.

Un’altra scoperta importante nel campo del funzionamento del cervello è quella sulle funzioni delle colonne di neuroni della corteccia cerebrale, cellule nervose allineate radialmente nella corteccia. Introducendo in una cellula neuronale madre una proteina fluorescente (visibile con un opportuno microscopio) si è visto che frequentemente due cellule figlie f crescono sulla stessa colonna e tra di loro avviene un accoppiamento elettrico per mezzo di minuscole strutture chiamate gap junction da cui si formano poi sinapsi.
Questa ricerca, comprendente due lavori, uno di Yu Y. C. e collab.(pubblicato su Nature, vol.486, 113-117) e l’altro pure di Li Y. e collab. (pubblicato su Nature, vol.486, 118-121), è importante perché rappresenta l’inizio di un cammino che potrebbe svelare il mistero dei meccanismi di formazione del pensiero. quelle colonne di neuroni, le scienze, settembre 2012, 23. 
Il premio Nobel per la Chimica 2012 è stato assegnato a  agli americani Robert J. Lefkowitz e Brian K. Kobilka per i loro studi sui recettori cellulari accoppiati alle proteine G (G-protein–coupled receptors). Le proteine G, appartenenti alla più ampia classe delle GTPasi, agiscono come interruttori molecolari essendo caratterizzate dal fatto che sono “on” quando legate al GTP (guanosina trifosfato), mentre quando legate al GDP (guanosina difosfato) sono “off”. Ciò facendo esse trasmettono all’interno della cellula segnali provenienti dall’esterno. La trasmissione è possibile perché la cellula è provvista di recettori sulla membrana. Sono quest’ultimi in notevole numero, codificati da circa mille geni, e sono sensibili, ad esempio, agli odori, ai sapori, all’adrenalina, alla dopammina, alla serotonina. In sostanza, le proteine G sono dei regolatori dell’espressione dei geni. In figura 2 è stata posta l’immagine che cerca di chiarire L’ACCOPPIAMENTO PTOTEINA G/RECETTORE. Si può immaginare l’importanza della conoscenza di tale accoppiamento per l’uso dei farmaci, tenuto conto del fatto che almeno metà di quest’ultimi realizzano il loro effetto per il via libera dei recettori accoppiati con le proteine G. Proprio a causa di tale importanza il premio Nobel fu dato ai tre di cui sopra.
A proposito di serotonina, il neurotrasmettitore detto anche “ormone della felicità” od “ormone del buonumore” (formula in figura 2), che combatte la depressione (lo stato d’animo che si manifesta spesso con tristezza irrefrenabile e prolungata), è stato trovato un pratico metodo di analisi che permette di collegare “la velocità di assorbimento (captazione) della serotonina nelle piastrine del sangue con la funzione di una rete del cervello che si attiva in caso di depressione”, come espresso da Depressione, la diagnosi con un prelievo del sangue – Rai News.htm. Il lavoro originario è del professor Lukas Pezawas dell’Università di Vienna.
Della funzione della serotonina avevo parlato nell’articolo il cervello, questo sconosciuto visibile in Archivi del settembre 2008. In aggiunta a quanto si disse allora ricordo che, oltre agli inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina,  agli psicotici vengono dati anche medicinali che riducono la produzione di dopammina (formula in figura 2) perché fu osservato che un eccesso di trasmissione dopaminergica è controproducente.
Tornando alla serotonina, un nuovo studio ha dimostrato che in molti casi il gene generante l’enzima triptophan hydroxylase-2, produttore dell’ormone, può presentarsi mutato quasi annullando la disponibilità di serotonina per il cervello. Il gene mutato sarebbe addirittura 10 volte maggiore nei pazienti depressi rispetto ai pazienti normali del gruppo di controllo. Le persone affette da tale mutazione non trarrebbero vantaggi dalle cure basate sugli antidepressivi che lavorano tramite l’arricchimento in serotonina nelle cellule cerebrali. Lo studio è del dottore Marc Caron, et al. della Duke University ed è stato pubblicato nel gennaio 2005 dalla rivista Neuron. Mutant Gene Linked to Treatment-Resistant Depression, December 14, 2004 Press Release – National Institutes of Health (NIH).htm. Successivamente un altro gruppo di ricercatori dell’Università di Granada capeggiati da Jorge Cervilla Ballesteros (pubblicazione su Molecular Psychiatry) ha scoperto la mutazione di un altro gene, il gene transporter della serotonina chiamato PREDICT, che ha rapporti con l’esordio della depressione. Mutation In Serotonin Transporter Gene May Lead To Custom Antidepressants.htm
Per quanto riguarda  la depressione, si ricorda un famoso artista che ne fu affetto, van Gogh. Vedere nella figura 2 SULLE SOGLIE DELL’ETERNITÀ, un dipinto simbolo dello stato d’animo dell’artista.
Yra le curiosità del cervello dev’essere annoverata la scoperta pubblicata su Nature dal ricercatore Daniel Kennedy del MIT di Boston secondo la quale  il cortisolo, l’ormone dello stress (formula in figura 2), è più basso (e così pure la pressione arteriosa) per chi vive in campagna rispetto a chi vive in città.
Della funzionalità del cervello sappiamo che i due emisferi sono deputati in ad attività prevalentemente diverse e conosciamo le vie ottiche e le zone  dove percepiamo i segnali che provengono dai sensi (vedere in figura 2 FUNZIONALITA’ DEGLI EMISFERI CEREBRALI, etc. e FUNZIONI CEREBRALI).
 La visione è un fenomeno straordinario che costituisce oggetto di studi sempre più approfonditi. Cito, tra gli altri, il professore Terrence Sejnowski che dirige il Computational Neurobiology Laboratory al Salk Institute in La Jolla, California. Egli si propone di capire come funziona il sistema di temporizzazione dei cosiddetti spike, gli impulsi nervosi, o potenziali di azione, provenienti dalla retina che permettono al nostro cervello di definire i particolari degli oggetti che vediamo. Ciò permetterebbe di costruire congegni elettronici, somiglianti al nostro cervello, più efficienti dei dispositivi digitali tradizionali.
il linguaggio del cervello, le scienze, dicembre 2012, 52.
Per la prima volta i ricercatori hanno studiato i coni dell’occhio in azione e capito che essi non fanno solo quello che si pensava  facessero, e cioè rivelare i colori, perché  solo 1/3 di essi invia segnali a colori. Con la nuova tecnologia gli scienziati vedono perfettamente se i singoli coni lavorano bene o male. Most cones don’t really see color – YouTube. Htm. 

Per fare il punto sulle conoscenze che oggi abbiamo sulla visione ho riportato un paio di illustrazioni (in figura 3 DAL FRONTE DELL’OCCHIO, etc e IL SEGNALE ELETTRICO, etc.) tratte da un articolo dello Howard Hughes Medical Institute
(HHMI) Senses-HowardHughesMedCenter.pdf.  Per maggiori dettagli si veda ancora in figura 3 l’immagine LA FOTOTRASDUZIONE  tratta da Capelli 4.Visione_02.pdf.
La scienza si è dedicata poco a studiare i rapporti tra meditazione orientale ed effetti sulla psiche, anche se oggi studi sono in corso. Sembra tuttavia che una pratica regolare di tale disciplina influenzi il cosiddetto circuito della dopammia, il neurotrasmettitore del piacere e della gratificazione.

Qualcosa in più sulla sclerosi laterale amiotrofica (SLA) si sa con il lavoro di un Consorzio di ricerca internazionale spiccano molti centri di ricerca italiani, che ha individuato un gene difettoso, il Matrin3, localizzato sul cromosoma 5 (Nature Neuroscience, anno 2014). Matrin3, una nuova mutazione causa della SLA.htm. L’RNA messaggero del gene normale codifica una proteina tramite la quale l’informazione genetica dal nucleo viene trasportata ai ribosomi dove vengono sintetizzate altre proteine intracellulari del neurone motorio. Il guasto ne disturba l’equilibrio di produzione. Si pensa che un meccanismo analogo esista anche per la Sla non ereditaria che è la più frequente.
Torniamo a parlare di memoria. E’ la neurogenesi (cioè la nascita d nuovi neuroni) durante il periodo dello sviluppo che fa cancellare i ricordi della prima infanzia. La cosiddetta amnesia infantile si ha perché i nuovi neuroni cancellano i vecchi. È stato dimostrato sui topi (lo studio è sulla rivista Science a firma di Katherine Akers e colleghi dell’Hospital for Sick Children, di Toronto). Canada,.
Per molto tempo si è pensato che noi siamo nati con tutti i neuroni che abbiamo oggi. Ora sappiamo invece che certe regioni del cervello continuano a produrli. È sorprendente che oggi siamo anche in grado di vederli in azione negli animali, come in figura 3 con NEURONI NEONATI, etc (ricerche di Attila Losonczy e colleghi del Columbia Medical Center di New York).
Il tessuto che nella profondità del cervello produce nuovi neuroni fino alla tarda età è situato nel giro dentato (dentate gyrus) dell’l’ippocampo (hippocampus), visibile nell’immagine GIRO DENTATO ED IPPOCAMPO di .

Accanto si possono osservare i I NEURONI NEONATI ED I NEURONI ADULTI DEL GIRO DENTATO, in quest’ultima immagine rispettivamente in rosso ed in verde. È probabile che questi neuroni sopperiscano con il loro intervento alle deficienze che si verificano allorquando, nel caso degli uomini, per fare un esempio, non si ricorda l’area di parcheggio della propria macchina. Tale abilità risulta molto ridotta se la persona ha disordini mentali, come lo stato di ansietà. I ricercatori (pubblicazione su Neuron del 10.03.2016) hanno operato su topi con DNA modificato in modo tale che i neuroni giovani producessero una proteina dalla fluorescenza rossa ed i neuroni vecchi, mescolati a quelli giovani, producessero una proteina fluorescente verde. Un particolare microscopio miniaturizzato, provvisto di fibra ottica la cui punta è idonea a fare la scansione, era montato in testa al topo (vedere l’immagine FIBROSCOPIO A DUE FOTONI)). Per il montaggio, l’animale veniva previamente anestetizzato, ma una volta risvegliatosi era libero di muoversi pur avendo impiantato sulla testa il fibroscopio, e ciò permetteva ai ricercatori di osservare il comportamento neuronale di fronte a certe variazioni della situazione esterna. Usando la tecnica optogenetica con cui era possibile attivare o spegnere tramite la luce l’attività dei neuroni, essi silenziarono quelli giovani, lasciando inalterati i vecchi. Si osservò che i topi che avevano ricevuto un colpetto da parte del piede del ricercatore in una prima usuale cameretta non la trovavano diversa da un’altra cameretta lievemente differente in cui non avevano ricevuto il colpetto. A loro sembravano entrambe identiche: infatti  mostravano paura sia quando posti in una che nell’altra cameretta. Gli animali di controllo aventi attivi i neuroni giovani, al contrario, avevano paura solo nella cameretta dove avevano ricevuto il colpetto. Un altro esperimento fu fatto osservando le cellule nervose mentre i topi si muovevano su di una prima ruota  (vedere in figura 4 RUOTA DA ESPERIMENTO PER TOPI) e poi su di una seconda variata d’aspetto in modo tale da cambiare gli stimoli sensoriali nel cervello degli animali. Quando essi erano sulla seconda ruota potevano sentire anche suoni o percepire odori differenti. I topi a cui tramite la tecnica optogenetica era stata cancellata la possibilità di utilizzare i neuroni neonati non percepivano più le differenze tra le due situazioni. Non percepivano neanche le situazioni di pericolo: Per esempio, se sulla prima ruota avevano subito una piccola scarica elettrica e sulla seconda ruota no, avevano paura di entrambe le ruote. conclusione fu che le cellule giovani sono più eccitabili delle vecchi e codificano i nuovi stimoli in misura maggiore e. Scientists watch activity of newborn brain cells in mice; ScienceDaily.pdf     Newborn neurons observed in a live brain for first time _ New ScientistAbstract.
 Gli animali parlano tra di loro? Pare proprio di sì. Il bello è che si tratta di due specie differenti: orche e delfini (in figura 5). Tre orche tenute in cattività che avevano solo i delfini come amici fischiavano alacremente ed emettevano treni di clic  e ronzii simili a quelli dei delfini, a differenza di quanto succedeva con altri delfini tenuti isolati senza la presenza di orche. Si conclude che le orche sono una delle poche specie animali, tra cui l’uomo, in grado di realizzare l’apprendimento vocale. Lo riportano alcuni scienziati nel numero di ottobre del 2014 del Journal of Acoustical Society of America. Captive orcas speak dolphin   Science AAS
News.htm. Q
ual’è la differenza tra l’intelligenza di un’ape e quella di un uomo? E tra una gazza, animale intelligentissimo, ed un uomo? È vero che la nostra intelligenza è eccezionale? Enorme, ma un’ape ha un cervello contenente 100.000 volte meno neuroni, eppure sa dialogare con un’altra ape a modo suo, cioè facendo una danza a forma di otto (in LA FASE DI ONDEGGIAMENTO, etc).
C
iò che abbiamo detto sopra rappresenta senza dubbio un insieme di piccoli passi nella conoscenza dell’organo più nobile del nostro corpo; ma, se tutto andrà come si spera, il grande passo si avrà con gli studi sistematici intrapresi sia in Europa che in USA da centinaia di ricercatori con due megaprogetti da alcuni miliardi di euro e di dollari. L’obiettivo più ambizioso è capire come si forma la coscienza individuale.    SEGNALA UN ERRORE

 

 

 

 

le cause dell’obesità

27 Agosto 2011 9 commenti

l”obesità è una forma di grave sovrappeso che non ha solo influenza sull’estetica individuale, ma anche sulla salute (provoca, ad esempio, aumento delle malattie cardiache). Certamente è dovuta nella maggior parte dei casi al benessere dell’attuale società. Qualche anno fa è stata trovata anche una correlazione tra l’obesità e gli ftalati C6H4-(COOH)(orto-COOR) con R=metile, benzile, isononile, etc., sostanze di largo impiego nell’industria delle materie plastiche per le loro caratteristiche ammorbidenti, ed usate, in particolare, nella cosmetica [Melissa Lee Phillips, Phthalates and Metabolism: Exposure Correlates with Obesity and Diabetes, Men Environ Health Perspect, 2007 June; 115(6)]. Non pare tuttavia che si sia potuto dimostrare un sicuro nesso causale nei topi aggiungendo alla loro dieta gli ftalati. Talvolta l’obesità è provocata dall’irrefrenabile bisogno di cibo e prende il nome di bulimia nervosa (che può essere anche accompagnata da vomito od abuso di lassativi). In altri casi trattasi di fattori genetici od epigenetici. Una causa genetica è la mutazione del gene PCSK1. Questo gene, come riporta ScienceDaily del 18.07.2008 in un articolo a nome del professore Philippe Froguel dello Imperial College (Inghilterra), con la collaborazione di altri Istituti esteri, giuoca un ruolo essenziale nella maturazione di ormoni chiave che controllano l’assunzione del cibo, e sue mutazioni fanno aumentare il rischio di obesità. PCSK1, situato sul braccio lungo del cromosoma 5, produce un enzima denominato proconvertasi 1 che è in grado di attivare alcuni importanti ormoni, come l’insulina, il glucagone (ed i derivati di quest’ultimo, tra cui il GLP-1 che trova impiego nel trattamento del diabete di tipo 2), nonché la proopiomelanocortina (che fa sentire la persona sazia). Difetti di attivazione causati da mutazioni del gene portano   disfunzione di questi ormoni e ad obesità. Regolatori dell’appetito sono anche due ormoni neuropeptidici secreti dall’ipotalamo, ma con connessioni in tutto il cervello, le orexine A e B (dal greco “orexis” = fame), che a loro volta derivano da scissione di una proteina precursore. Il gene che le costruisce, chiamato prepro-orexin gene, è situato nell’uomo sul cromosoma 17 [17q21]. Le orexine A e B, che non sono solo presenti (assieme ai loro recettori) nell’ipotalamo, ma si rinvengono pure nell’intestino e nel pancreas, stimolano l’appetito e l’assunzione di cibo nei ratti. È stato stabilito però che negli individui diventati obesi la presenza nel circolo sanguigno della orexina A è significativamente più bassa (e la leptina, di cui parleremo più avanti, significativamente più alta) in confronto con individui normali. Orexins-Hypocretins.htm.
Una mutazione del recettore delle orexine porta al disturbo del sonno noto come narcolessia ed ad un contemporaneo incremento dell’obesità.  Vedere strutture delle orexine nella figura: esse, accanto a quelle di altre sostanze che verranno citate in seguito, sono raccolte nel riquadro MOLECOLE CHE HANNO A CHE FARE, etc.
Un’altra delle accertate cause genetiche dell’obesità è una mutazione della leptina (dal greco “leptos” = snello), una proteina costituita da 146 amminoacidi, con un fascio di 4 eliche, con peso molecolare di circa 16.000, con identità di sequenza nelle varie specie del 67% (vedere struttura in figura). È un ormone (una citochina, cioè una proteina-segnale) prodotto nelle cellule adipose che agisce principalmente nel fegato e nei muscoli dove demolisce i grassi dei mitocondri. Piccole quantità dell’ormone vengono prodotte anche nelle cellule dell’epitelio, dello stomaco e della placenta. Il gene (ob gene) è situato nell’uomo sul cromosoma 7. La leptina è un soppressore dell’appetito (non fa mangiare troppo e rende le persone più attive facendo consumar loro più energia). Fu per questo motivo che negli anni ’80 venne prescritta col nome di Redux per ridurre l’obesità, ma fu poi ritirata dal mercato a causa della verifica dei suoi effetti negativi sul cuore. È da pensare che sia difficile controllarne la concentrazione nel circolo sanguigno. La sua azione si sviluppa principalmente nelle seguenti direzioni: 1) contrasta gli effetti del neuropeptide Y (uno stimolante dell’alimentazione prodotto dalle cellule dell’intestino e dell’ipotalamo) 2) contrasta gli effetti dell’anandamide (un altro stimolante alimentare che si lega agli stessi recettori del THC, il principio attivo della marijuana 3) innalza la temperatura individuale cosicché aumenta il consumo energetico. La leptina, se riduce l’ammontare di grassi nel fegato e nei muscoli scheletrici per ossidazione degli acidi grassi, non riduce l’accumulo di grassi nei tessuti adiposi. È stato stabilito che la leptina aumenta nei topi obesi (è un indicatore di adiposità) e diminuisce nei topi che soffrono la fame. I suoi livelli calano quando le persone perdono peso (è un segnale per il cervello che si stanno perdendo i grassi): sarebbe per questo motivo che dopo una dieta riuscita si tende a acquistare di nuovo il peso perduto; ma la leptina non è il solo agente che ha tale effetto, come vedremo più avanti. I topi omozigoti lepob/lepob, mancano di leptina funzionale perché hanno la nonsense transversion di una lettera [C/T] per cui il codone 105, invece di codificare l’arginina [CGA] produce lo stop codon prematuro [TGA]). Questi topi diventano molto obesi e sviluppano il diabete mellito, a causa dell’eccessiva alimentazione ed il diminuito consumo metabolico. Se si trattano tali topi lepob/lepob con leptina, le anomalie vengono eliminate. In particolare, questi topi perdono l’eccesso di grasso ed il loro peso torna normale. La leptina può essere considerata un indicatore del bilancio energetico; ma il sistema è più sensibile al digiuno che alla sovralimentazione. Un’altra mutazione, realizzata ancora nei topi, è quella leprdb/leprdb del recettore della leptina detta db perché il recettore è codificato dal gene del diabete. A questo recettore mutato viene a mancare durante lo splicing [nota 4] l’isoforma “lunga”, la Ob-Rb, di cui esistono normalmente alte concentrazioni nell’ipotalamo [nota 1].
Attribuibile alla rimozione di metili dalle isole CpG del promotore della trascrizione della leptina è lo stress nutrizionale che si verifica in animali nati da madri con dieta a basso contenuto proteico durante la gestazione. Il promotore (transcription promoter, è una regione del DNA costituente uno dei 3 componenti del complesso che inizia la trascrizione, gli altri due essendo i fattori di trascrizione e la RNA polimerasi) [nota 2 ]. Lo stress è associato a minori livelli di RNA rispetto ai nati da madri a dieta bilanciata. I sintomi metabolici deleteri durano l’intera vita dei soggetti [Céline Jousse ed altri, Institut National de Recherche Agronomique (INRA), Unité Mixte de Recherche (UMR), Published online before print June 13, 2011 Perinatal undernutrition affects the methylation and expression of the leptin gene in adults implication for the understanding of metabolic syndrome.htm]. Il motivo di quanto sopra non risiede nella genetica, ma nell’epigenetica, dal greco “epi” = sopra e “genetica”. L’epigenetica è la disciplina che studia le modifiche del DNA (tipiche, come abbiamo già visto, alcune sue specifiche metilazioni) aventi luogo senza che intervenga variazione della sequenza delle basi dello stesso. Gli effetti di tali modifiche, oltre che durare nella vita dell’individuo attraverso la divisione cellulare, possono passare anche a svariate generazioni successive. P
er comprendere però più intimamente cos’è e come funziona l’epigenetica dobbiamo fare un passo indietro. Il DNA delle cellule umane (e di tutte le cellule eucariotiche) è strettamente associato ad una massa di proteine specializzate che compattano il DNA. Questa associazione viene chiamata cromatina. Le proteine della cromatina più abbondanti sono gli istoni che fanno parte di una serie di particelle ripetitive dette nucleosomi, cilindretti attorno ai quali si avvolgono tratti di DNA. La cromatina è un’entità dinamica: una decompressione (provocata ad esempio da enzimi) favorisce l’accesso al DNA delle proteine responsabili di certe operazioni, una compressione fa da impedimento. La struttura della cromatina colle sue variazioni (sia degli istoni dei cilindretti sia del DNA stesso tramite metilazione) può passare alle generazioni successive sovrapponendosi alle informazioni codificate nella sequenza delle basi. In tale contesto anche la formazione della leptina è probabilmente influenzata da fattori epigenetici ereditari. Anzi, secondo Reinhard Stöger, BioEssays 30:156-166, 2008, Wiley Periodicals e CiteULike The thrifty epigenotype An acquired and heritable predisposition for obesity and diabetes.htm i polimorfismi da sequenza del DNA nell’eziologia dell’obesità e del diabete di tipo 2 giocano un ruolo minore rispetto alle variazioni epigenetiche ereditabili. Sebbene la cosa debba essere ancora molto approfondita, si nota ad esempio una grande variabilità nella metilazione del promotore di trascrizione del gene umano che esprime la leptina, a seconda degli alleli ed a seconda delle cellule esaminati [Reinhard Stöger, Department of Biology, University of Washington, Epigenetics and obesity, Pharmacogenomics, 2008 December, 9(12), 1851–1860 Epigenetics and obesity.htm e Reinhard Stöger, Landes Bioscience Journals Epigenetics, Volume 1, Issue 4, October/November/December 2006, Pages 155 – 162 Landes Bioscience Journals Epigenetics.htm]. La metilazione avviene sui cosiddetti siti CpG ovvero citosina-guanina CG intercalate da un gruppo fosfato p che lega assieme le due basi; è però solo la citosina che viene metilata. Se è possibile fare una similitudine, bisogna immaginare il DNA come l’hard disk di un computer e l’epigenoma, tramite le sue metilazioni e le sue password protettive, come un programma. Ma ci sono aree protette da password e altre ad accesso libero. In altre parole, come dice Bryan Turner (Birmingham, UK), “il DNA non è altro che un nastro su cui sono registrate le informazioni, inutile senza un apparecchio che consenta di leggerlo. L’epigenetica è il lettore di nastri”. Una condizione assai variabile tra un’embrione ed un altro è la metilazione del DNA Ma quanto sia complesso nelle fasi di sviluppo il gioco metilazione/demetilazione con rimodellamento della cromatina e relativi on/off lo dimostra il diagramma METILAZIONE DEL DNA, etc della figura, preso da Nutritional Epigenomics of Metabolic Syndrome Epigenetic Programming During Feto-Placental and Postnatal Development.htm ===>>> 2005_gallou-kabani_nutriepi.pdf di Catherine Gallou-Kabani e Claudine Junien, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Unit 383, Clinique Maurice Lamy, Hôpital Necker-Enfants Malades, Paris, France , che fa anche  riferimento alla nota 13 [Waterland RA, Jirtle RL: Early nutrition, epigenetic changes at transposons and imprinted genes, and enhanced susceptibility to adult chronic diseases. Nutrition 20:63-68, 2004]
Casi piuttosto frequenti di obesità dei figli sono dovuti alla sua trasmissione da parte di uno solo dei due genitori. Parliamo in tal caso si imprinting epigenetico , terminologia che sta ad indicare l’espressione allelica differenziata del gene paterno rispetto al  materno. Uno degli strumenti connessi con questa differenziazione è, come già indicato sopra, la metilazione del DNA . Nell’immagine riportata in figura si mostra il decorso della metilazione dei geni imprinted dal concepimento alla pubertà.  Il diagramma  è stato da me ritagliato per la parte relativa ai geni imprinted (i geni cioè in cui la copia materna è più metilata della paterna o viceversa) e rifatto per le esigenze del blog per essere reso, come spero, ben visibile. Esso parte con i geni imprinted delle cellule germinali primordiali (le cellule totipotenti). Le impronte (imprints in inglese) dei geni imprinted vengono eliminate prima che le cellule germinali primordiali raggiungano la cresta genitale, che nell’embrione è il precursore delle gonadi  producenti  i gameti (le cellule riproduttive). Lì esse vengono appropriatamente reinstallate durante la gametogenesi maschio/femmina, il completamento avendo luogo durante il periodo a lenta crescita prima della pubertà (linea punteggiata per i maschi, tratteggiata per le femmine). Nei maschi l’acquisizione delle caratteristiche del DNA metilato comincia prima della nascita nei prospermatogonii (inglese prospermatogonia) ed è completato per molte sequenze dopo la nascita, prima della fine dello stadio pachitene (pachytene) della meiosi [nota 3]. Nelle cellule germinali femminili la maggior parte della metilazione gametica del DNA è acquisita dopo la nascita durante la fase di crescita degli oociti dopo la fase pachitene della meiosi.
Altri studi permettono di stabilire che, a causa di meccanismi epigenetici, la nutrizione della madre ed il suo stile di vita sia durante la gravidanza sia durante l’allattamento hanno influenza nel determinare o non determinare l’obesità del nascituro quando sarà adulto [Vickers MH, Developmental programming and adult obesity: the role of leptin, Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes 2007. 14: p. 17–22]. Un caso famoso di obesità dovuto all’epigenetica sembra quello provocato dall’alimentazione in Olanda durante la Grande Fame verificatasi negli anni della Seconda Guerra Mondiale. Le donne gravide affamate che per sopravvivere si dovettero cibare finanche di tulipani fecero figli di scarso peso e tale peso scadente fu conservato da essi per tutta la vita, mentre le donne fortunate che si potettero alimentare abbondantemente fecero figli in sovrappeso e tale obesità fu da loro pure conservata vita natural durante.
Continuiamo a parlare di leptina. Essa  ha anche altri effetti. Sui topi è stato osservato che bloccandone la produzione si arresta la progressione della encefalomielite autoimmune, una malattia equivalente alla sclerosi multipla dell’uomo. [Sapere, aprile 2006, 87] Il suo livello avrebbe anche influenza sulla fertilità femminile (studi della Harward Medical School del 2004).
Abbiamo parlato molto di leptina; ma adesso dobbiamo parlare anche di grelina (in inglese ghrelin), un ormone che, prodotto dallo stomaco, segnala al cervello la deficienza di cibo. La grelina ha quindi un’azione opposta a quella della leptina (che segnala sazietà se non è in difetto), essendo uno stimolante dell’alimentazione, così come lo sono i cannabinoidi, il neuropeptide Y e l’anandamide. Della grelina è nota con sicurezza solo la struttura primaria, quella riportata in figura, un peptide ottanoilato con 27 residui di amminoacidi.
[dove gl = glicina, ser =serina, phe = fenilalanina, leu = leucina, pro = prolina, glu = acido glutammico, his = istidina, gln = glutammina, arg = arginina, val = valina, lys = lisina, ala = alanina]. La sua concentrazione aumenta prima dei pasti e diminuisce dopo. Agisce sull’ipofisi stimolando non solo l’appetito, ma anche l’ormone della crescita, donde il nome Ghrelin = Growth Hormon Releasing Peptide. Questo ormone polifunzionale è codificato da un gene che si trova sul cromosoma 3. Sarebbe soprattutto la grelina l’ormone che segnala imperiosamente al cervello la deficienza alimentare dopo che si è riacquistata la linea con una faticosa dieta: i suoi stimoli prolungati indurrebbero a “trasgredire”, con ovvio recupero del peso. .
Un altro gene coinvolto nello sviluppo dell’obesità è l’RXRA, o retinoid X receptor, alpha (cromosoma 9 [9q34.3]. Questo gene è responsabile della costruzione di un recettore dell’acido retinoico coinvolto nel processo con cui le cellule sintetizzano i grassi.. Una sua caratteristica interessante è quella di essere sottoposto all’epigenetica potendo essere debolmente metilato o molto metilato nel suo promotore nella fase di sviluppo del nascituro entro il grembo materno. Se molto metilato (cosa collegabile ad un’alimentazione materna a basso tenore di carboidrati) dà luogo a ragazzi obesi (ricercatori dell’Università di Southampton, dell’Università di Auckland e del Singapore Institute for Clinical Sciences Can diet in pregnancy affect child obesity – Health News.htm – NHS Choices.htm. Da queste ricerche emerge la possibilità che le donne in età riproduttiva possano avere un migliore accesso ad un’educazione nutrizionale e ad uno stile di vita chc rendano più salutari le successive generazioni e che ne riducano i rischi di diabete e di malattie cardiache conseguenti all’obesità.
L’elenco degli ormoni coinvolti nell’obesità non finisce qui e dimostra quanto sia complesso il problema della guarigione dall’obesità. Tuttavia, se il problema è epigenetico, un’analisi epigenetica perinatale può essere indubbiamente utile per identificare una vulnerabilità individuale all’obesità ed intervenire sul bambino con la nutrizione o con i farmaci.
Ma, se il problema non risiede né nella genetica, né nell’epigenetica, perché mai negli adulti la regoletta ”per dimagrire occorre mangiar poco e fare molto moto” spesso non funziona? Oltre a quella di altri ormoni accennati in precedenza, la colpa principale sarebbe del cortisolo (l’ormone che aumenta a dismisura durante lo stress cronico), come avrebbe stabilito uno studio sulle donne (ma che si ritiene valido anche per gli uomini) che ha messo in evidenza scientificamente correlazioni tra cortisolo e grasso viscerale della regione addominale.. Dato che sia la genetica che l’epigenetica le ereditiamo, e per ognuno di noi sono quelle che sono, che cosa possiamo fare noi adulti per mantenerci (il più possibile) in linea? A meno che non si abbiano difetti rientranti nella sfera genetica od epigenetica (cose che spesso sono individuabili ed anche curabili), è lo stile di vita ad avere l’impatto preponderante. Centinaia di ricette sono state fornite per mantenersi sul peso normale (quello dato dalla formula dell’indice della massa corporea BMI: peso diviso per altezza elevata al quadrato [dove il peso è espresso in chilogrammi e l'altezza in metri], che per le persone normali è compreso tra 18,5 e 25). Io menziono una ricetta del tutto generica, basata semplicemente sulle kilocalorie, da cui calcolarsi i cibi corrispondenti in base ad una tabella riportante le kilocalorie per 100 g di alimenti, per una donna. Se l’energia totale per un’attività media è di ca. 1700 kcal, bisogna che il 10-15% di tale energia derivi dalle proteine, il 25-30% dai grassi ed il resto dagli idrati di carbonio.
Non manchino apporti in ferro (18 mg al giorno), calcio (1 grammo), e vitamine, in particolare la B9, inoltre tante fibre (assunte con frutta e verdura). Non dimenticare l’attività fisica! Non dimenticare di masticare lentamente! E’ scientificamente dimostrato che mangiando piano si ingrassa meno. Bisogna inoltre ridurre al minimo lo stress ed i conseguenti aumenti di cortisolo. Ma come riuscire ad ovviare all’eccesso di cortisolo? In questo caso ci sono pure dei medicinali, ma la più consigliabile è una parola sola: la meditazione Obesity and Cortisol Controlling Stress Hormones to Limit Fat Storage.htm.
Finora abbiamo parlato soprattutto di cause dell’obesità. Ma , in linea generale, è possibile curarla oltre che con le diete anche con farmaci? Certamente è possibile in molti casi: esistono oggi alcuni farmaci che presi sistematicamente sono in grado di ridurre notevolmente il peso corporeo  come è il caso della Liraglutide, un agonista del recettore di GLP-1 (GLP-1 RA).  Al GLP-1, in uso per il trattamento del diabete mellito di tipo 2, abbiamo  già accennato.  nel presente articolo.  Nella figura ho posto l’immagine LIRAGLUTIDE, etc. che mostra, in confronto con un placebo, le fasi del dimagrimento protrattosi per un periodo di 56 settimane operando su di un numero n di pazienti obesi piuttosto alto. Il farmaco veniva fornito per via sottocutanea nella dose (a regime) di 3 mg/giorno. Alla fine dell’anno di cura venne osservata oltre alla riduzione della massa corporea anche una riduzione della pressione sistolica e diastolica. Per altri particolari vedere liragllutide 837674_transcript_ita.pdf. Si osservi in figura anche una schematica struttura della Liraglutide.  Faccio notare che il farmco  ha una formula assai simile a quella di GLP-1 umano per il fatto che è solo sostituita l’arginina con la lisina nella posizione 34 e nella lisina in  26  è anche presente un residuo dell’acido palmitico con un acido glutammico intermedio. Attenzione, il farmaco è  controindicato per persone che hanno un certo tipo di tumore alla tiroide o che hanno una storia familiare con tumori alla tiroide . Per maggiori dettagli vedere  Victoza (Liraglutide [rDNA] Injection) Drug Information_ Description, User Reviews, Drug Side Effects, Interactions – Prescribing Information at RxList.htm. Ma,  in molti casi, quando è l’ipotalamo che non dialoga come dovrebbe con la corteccia cerebrale (cioè con la parte del cervello collegata con il nostro stile di vita),  una dieta adeguata associata agli esercizi fisici produce il dimagrimento spesso inutilmente Invocato. Sono pertanto da consigliare le apposite palestre attrezzate dove è possibile fare le cosiddette attività anaerobiche (uso di pesi) od aerobiche (corsa, bicicletta), nonché lo streching. Quanto sopra è certamente preferibile al farmaco.             SEGNALA UN ERRORE

NOTE

1) Isofoma è la versione di una proteina avente piccole differenze strutturali con altre della stessa famiglia, ma le cui differenze funzionali possono essere notevoli. Spesso trattasi di splice variants, ma possono essere anche modifiche posttraduzionali.

2) La trascrizione crea copie di RNA complementari ad una sequenza di DNA. Quest’ultimo, a differenza del DNA, ha nel suo linguaggio complementare l’uracile al posto della timina. Durante la trascrizione il DNA è letto dalla RNA polimerasi nella direzione da 3’ a 5’, mentre l’RNA complementare è creato nella direzione che va da 5’ a 3’. In altre parole è creata per prima la parte 5’. Il DNA è formato da 2 catene complementari antiparallele sotto forma di doppia elica, ma solo una delle due catene detta stampo (inglese template) è utilizzata per la trascrizione ad RNA (che ha solo una catena). L’altra catena del DNA è detta catena codificante perché la sua sequenza è la stessa del trascritto RNA (eccetto ovviamente che per la sostituzione uracile/timina).
Un’unità di trascrizione del DNA codificante per una proteina contiene non solamente la sequenza codificante che sarà tradotta in proteina, ma anche sequenze direttrici e regolatrici della sintesi di quelle proteine. La sequenza regolatrice prima della sequenza codificante è chiamata 5′UTR, quella seguente detta sequenza 3′UTR, dove UTR = untranslated region.
Negli eucarioti l’inizio della trascrizione richiede la presenza di un promoter, una breve sequenza di DNA che parte dall’inizio della trascrizione, la più comune delle quali è un TATA box. Ad esso si attacca la RNA polimerasi in presenza di fattori di trascrizione specifici costituti da proteine.
3) Il pachitene è il terzo stadio della meiosi durante il quale i cromosomi omologhi diventano spessi e si dividono in quattro distinti cromatidi.

4) Un gene contiene spesso sequenze note come esoni ed introni. Il trascritto primario del DNA chiamato pre-mRNA dev’essere giuntato (“spliced”), per cui vengono eliminati gli introni in un’operazione intramolecolare; ma in molti casi il processo di splicing produce diverse proteine provenienti dai diversi esoni presenti nel trascritto (splicing alternativo):
XXXXEEEEIIIEEEEEEEEEEIIIIEEEEEEEEEEXXXX DNA con introni ed esoni ==> trascrizione EEEEIIIEEEEEEEEEEIIIIEEEEEEEEEE ==> trascritto primario: mRNA con esoni ed introni  ==> splicing CLLLEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEETTTTAAAA mRNA con esoni, 5’ cap, leader, trailer e coda poly-A(poly-A tail)  ==> ? traduzione  ==>  polipeptide [vedi pure genetics – cDNA] Splicing (genetics) – Wikipedia, the free encyclopedia.htm.
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(05.05.2015)  -  Sui rapporti tra epigenetica ed obesità segnalo anche l’articolo: Epigenetics and obesity.htm di Reinhard Stöger, published in final edited form as: Pharmacogenomics. 2008 Dec; 9(12): 1851–1860 e, per quanto riguarda l’obesità dell’adulto, Methylation and body-mass index_ a genome-wide analysis – The Lancet.htm

 

(24.11.2016) -  Ricercatori dell ‘A*STAR  di Singapore [Takeda, K., Sriram, S., Chan, X. H. D., Ong, W. K., Yeo, C. R. et al., Retinoic acid mediates visceral-specific adipogenic defects of human adipose-derived stem cells. Diabetes 65, 1164–1178 (2016)] hanno trovato che l’obesità cosiddetta viscerale è provocata dallo sviluppo anomalo delle cellule staminali adipose sotto lo stimolo di sovrabbondante acido retinoico, un derivato della vitamina A, a sua volta sovraregolato dal fattore  WT1. Bloccare WT1 sembra un gioco facile per non avere pance obese.  Fat cell genetics could be key to fighting obesity – A STAR Research.pd f
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(05.03.2017) – Un gruppo si ricercatori guidati da Thomas Thomou, un diabetologo ricercatore idel Joslin Diabetes Center di Boston, ha pubblicato nel febbtraio 2017 sulla rivista Nature uno studio effettuato sui topi che dimostra l’esistenza nel grasso di microRNA, o miRNA, che partendo da lì  viaggiano nel circolo sanguigno impacchettati in exosomi, e sono in grado di regolare nelle cellule epatiche l’espressione  di un importante gene del metabolismo, l’Fgf21.  La scoperta potrebbe avere importanti ricadute nel trattamento dell’obesità. signals-from-fat-may-aid-diagnostics-and-treatments.html