Doping cerebrale prodotto dal tuo stesso corpo

L’eritropoietina, o Epo in breve, è un noto agente dopante. Promuove la formazione dei globuli rossi, portando in tal modo a un miglioramento delle prestazioni fisiche – almeno, questo è ciò che abbiamo creduto fino ad ora. Tuttavia, come fattore di crescita, protegge e rigenera anche le cellule nervose nel cervello. I ricercatori del Max Planck Institute of Experimental Medicine di Gottinga hanno ora rivelato come l’Epo ottiene questo effetto. Hanno scoperto che le sfide cognitive innescano un leggero deficit di ossigeno (definito “ipossia funzionale” dai ricercatori) nelle cellule nervose del cervello. Ciò aumenta la produzione di Epo e dei suoi recettori nelle cellule nervose attive, stimolando le cellule precursori vicine a formare nuove cellule nervose e facendo sì che le cellule nervose si colleghino tra loro in modo più efficace. Il fattore di crescita dell’eritropoietina è tra l’altro responsabile della stimolazione della produzione di globuli rossi. Nei pazienti con anemia promuove la formazione del sangue. È anche una sostanza molto potente usata per migliorare le prestazioni illegali negli sport. La somministrazione di Epo migliora la rigenerazione dopo un ictus (definito “neuroprotezione “o” neurogenerazione “), riducendo i danni al cervello. I pazienti con disturbi di salute mentale come schizofrenia, depressione, disturbo bipolare o sclerosi multipla che sono stati trattati con Epo hanno mostrato un significativo miglioramento delle prestazioni cognitive. I ricercatori hanno utilizzato topi negli studi sugli animali per un’indagine sistematica su quale meccanismo corporeo sia alla base dell’effetto di Epo sul miglioramento delle prestazioni cerebrali. I risultati della loro ricerca indicano che nei topi adulti c’è un aumento del 20 percento nella formazione di cellule nervose nello strato piramidale dell’ippocampo – una regione del cervello cruciale per l’apprendimento e la memoria – dopo la somministrazione del fattore di crescita. Le cellule nervose formano anche reti migliori con altre cellule nervose e lo fanno più rapidamente, rendendole più efficienti nello scambio di segnali. I ricercatori hanno dato ai topi ruote funzionanti con raggi spaziati in modo irregolare. Correre su queste ruote richiede ai topi di apprendere complesse sequenze di movimenti particolarmente difficili per il cervello. I risultati dimostrano che i topi apprendono i movimenti necessari per le ruote più rapidamente dopo il trattamento con Epo. I roditori mostrano anche una resistenza significativamente migliore. Per i ricercatori di Gottinga era importante comprendere i meccanismi alla base di questi potenti effetti Epo. Volevano rintracciare il significato fisiologico del sistema Epo nel cervello. In una serie di esperimenti mirati, sono stati in grado di dimostrare che quando apprendono compiti motori complessi, le cellule nervose richiedono più ossigeno di quanto normalmente disponibile per loro. La conseguente carenza di ossigeno minore (ipossia relativa) innesca il segnale per una maggiore produzione di Epo nelle cellule nervose. Questo è un processo auto-rinforzante: uno sforzo cognitivo porta a una lieve ipossia, che viene chiamata “ipossia funzionale “, che a sua volta stimola la produzione di Epo e dei suoi recettori nelle corrispondenti cellule nervose attive. Epo successivamente aumenta l’attività di queste cellule nervose, induce la formazione di nuove cellule nervose da cellule precursori vicine. Il ciclo autorinforzante della sfida mentale e cognitiva, l’ipossia indotta dall’attività e la produzione di Epo possono essere influenzati in vari modi: Le prestazioni cognitive possono essere migliorate attraverso l’apprendimento coerente e l’allenamento mentale attraverso la produzione di Epo nelle cellule nervose stimolate. Un effetto simile può essere ottenuto nei pazienti somministrando Epo aggiuntivo.

Daniele Corbo

Bibliografia: “Functional hypoxia drives neuroplasticity and neurogenesis via brain erythropoietin”. Debia Wakhloo, Franziska Scharkowski, Yasmina Curto, Umer Javed Butt, Vikas Bansal, Agnes A. Steixner-Kumar, Liane Wüstefeld, Ashish Rajput, Sahab Arinrad, Matthias R. Zillmann, Anna Seelbach, Imam Hassouna, Katharina Schneider, Abdul Qadir Ibrahim, Hauke B. Werner, Henrik Martens, Kamilla Miskowiak, Sonja M. Wojcik, Stefan Bonn, Juan Nacher, Klaus-Armin Nave & Hannelore Ehrenreich. Nature Communications

Immagine: Brain Blossom (Porfyra Art)

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