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Invecchiamento cerebrale, Disturbo da Stress Post Traumatico e gene Klotho

Anziani con PTSD che presentano un invecchiamento epigenetico accelerato nel tessuto cerebrale sembrano possedere una particolare variante del gene Klotho

ID Articolo: 180476 - Pubblicato il: 21 dicembre 2020
Invecchiamento cerebrale, Disturbo da Stress Post Traumatico e gene Klotho
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Un recente studio ha evidenziato che il disturbo da stress post traumatico (PTSD) è spesso associato ad una variante del gene Klotho e ciò favorisce la comparsa di un invecchiamento celebrale precoce.

 

Messaggio pubblicitario Nel ventesimo secolo l’aspettativa di vita si è notevolmente allungata passando, nei paesi occidentali, da circa 50 ad oltre 80 anni. Questo ha generato un’emergenza medico-sociale legata all’aumento della comparsa di malattie neurodegenerative conosciuta come age-related neurological disease and dysfunction (Christiane Reitz and Richard Mayeux 2010). Uno dei temi che, negli ultimi anni, ha catturato l’attenzione della comunità scientifica è quello dell’invecchiamento, tuttavia i processi della senescenza sono ancora in parte sconosciuti.

L’invecchiamento è un fenomeno complesso e non limitato semplicemente all’età cronologica (Giumelli 1998). L’inizio dell’invecchiamento biologico nell’uomo coincide con la fine della fase dell’accrescimento. Esistono diversi fattori di ordine organico, sociale e psicologico, che concorrono al processo d’invecchiamento sia fisiologico che patologico. Per quel che riguarda i fattori biologici, sono molti i meccanismi biochimici alla base dell’invecchiamento (Johnson FB, Sinclair DA, Guarente L 1999), tra questi i processi ossidativi che alterano le macromolecole organiche e una serie di modificazioni di DNA, RNA e proteine che nel corso degli anni si accumulano nelle cellule (Carrieri G., Marzi E., Olivieri Fetal 2004). Attualmente anche i meccanismi e i fattori dell’infiammazione sono ritenuti importanti nell’influenzare e accelerare il processo d’invecchiamento cellulare (Grammas P et al. 2001).

L’invecchiamento cerebrale consiste in una serie di alterazioni che si possono così sintetizzare (Bozzao A., Cifani A., Guglielmo A. 1993):

  • diminuzione irreversibile del numero dei neuroni
  • rallentamento progressivo nella produzione di neurotrasmettitori
  • funzionamento sempre meno efficace dei meccanismi di regolazione omeostatica
  • aumento progressivo delle cellule gliali che si sostituiscono ai neuroni
  • comparsa di “placche” dette senili perché ritenute esclusive dell’età avanzata
  • riduzione del metabolismo e del flusso cerebrale

Queste alterazioni corrispondono sul piano sintomatologico ad un decadimento cognitivo caratterizato da deficit della memoria, difficoltà nell’apprendere nuove informazioni e calo di prestazione nell’elaborare più attività contemporaneamente.

Nella maggior parte dei casi la senescenza si accompagna al declino di una serie di abilità funzionali, cognitive e comportamentali, tuttavia l’invecchiamento cognitivo presenta una grande variabilità inter individuale, rispetto ai cambiamenti, dipendenti dall’età, a livello chimico, strutturale e funzionale del cervello (Cadar D, Pihkart H, Mishra G, Stephen A, Kuh D, Richards M. 2012). Questa variabilità è legata non solo a fattori biologici ma anche a componenti ambientali e culturali, come afferma Vittorino Andreoli (15 aprile 2015, Incontro con gli assistenti sociali): ‘la vecchiaia è espressione di una biologia in un ambiente, inteso come un intreccio di interazioni psicologiche, politiche, sociali, culturali’.

Messaggio pubblicitario Rispetto ai fattori biologici, negli ultimi anni, molti studi si sono concentrati su una proteina, prodotta da reni e cervello, denominata Klotho e codificata dal gene FGF23-Sialidai detto anche gene Klotho (Erben RG, Andrukhova O, 2017). Alterazioni di questo gene sono associate, almeno nel topo, ad un invecchiamento precoce. In particolare, l’alterazione del gene FGF23 determina una modificazione della morfologia neuronale e della densità sinaptica a livello cerebrale (Yokoyama JS. Strum VE., Bonham LW. Et al. 2015)

Un gruppo di ricercatori del National Center for PTSD del VA Boston Healthcare System e della Boston University School of Medicine ha recentemente condotto una ricerca che ha portato a concludere che il disturbo da stress post traumatico può interagire con una variante del gene Klotho favorendo una prematura neurodegenerazione (Erika J. Wolf, Ci-Di Chen, Xiang Zhao, Zhenwei Zhou,et al. 2020 PTSD Interacts with Klotho Gene, May Cause Premature Aging in the Brain )

Utilizzando i dati di individui che hanno donato il loro cervello alla VA National PTSD Brain Bank, i ricercatori hanno esaminato come la variazione genetica e lo stato di PTSD interagivano tra loro per prevedere l’età biologica e l’espressione genica. Hanno scoperto che gli anziani con disturbo da stress post-traumatico che presentavano un invecchiamento epigenetico accelerato nel tessuto cerebrale possedevano una particolare variante del gene klotho. Esperimenti molecolari di follow-up hanno dimostrato che questa variante genera conseguenze funzionali.

Sia il disturbo da stress post-traumatico che il klotho influenzano l’infiammazione.

Lo stress di basso livello ed acuto è accompagnato da un aumento della funzione immunitaria, mentre un elevato periodo di stress è legato alla immunosoppressione. Questa ipotesi trova il suo razionale negli effetti negativi sulla formazione di nuovi neuroni e sul trofismo dendritico indotti dall’incremento plasmatico dei livelli di cortisolo e di alcune interleuchine pro-infiammatorie che si ritrovano tipicamente aumentati nello stress cronico e anche nella depressione e nel disturbo da stress post-traumatico (G. Biggio, M.C. Mostallino 2013).

Secondo Erika Wolf, psicologa del Centro nazionale per il disturbo da stress post-traumatico di Boston, l’interazione tra PTSD e gene Klotopermette di disporre di ulteriori strumenti per individuare i soggetti che sono a maggior rischio di un invecchiamento cellulare accelerato, con possibile conseguente insorgenza prematura di alcune patologie, come le malattie neurodegenerative. Inoltre, i risultati indicano potenziali bersagli terapeutici (klotho) nello sviluppo di approcci farmacologici per rallentare il ritmo dell’invecchiamento cellulare‘.

 

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Bibliografia

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  • Johnson FB, Sinclair DA, Guarente L (1999) The molecular biology of aging.
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  • Yokoyama JS. Strum VE., Bonham LW. Et al. (2015) Variation in longevity gene Klotho is associated whit greater cortical volumes. Annals of Clinical and Translational Neurology Doi:10.1002/acn3.161
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