Smaltire la “spazzatura” del cervello

Il cervello, come tutte le parti del corpo, è costantemente impegnato nei processi metabolici, convertendo sostanze nutritive in energia per il funzionamento delle sue cellule. E con 86 miliardi di neuroni, e un numero altrettanto grande di cellule non neuronali, questi processi metabolici sono tutt’altro che banali. E dove c’è conversione di energia, c’è anche materiale di scarto: stiamo parlando dei cosiddetti “rifiuti metabolici” come anidride carbonica, acqua in eccesso, solfati, fosfati e molto altro.

Questo detrito cellulare non contiene solo sostanze di scarto, potenzialmente tossiche se presenti in alta concentrazione, ma anche corpi estranei, proteine in eccesso e batteri. Quando questa spazzatura cellulare si accumula all’interno del sistema nervoso senza essere smaltita, i normali processi di respirazione cellulare diventano molto meno efficienti. Le capacità cognitive generali, la soglia di attenzioneL'attenzione è un processo cognitivo complesso e multidimen... Leggi e addirittura lo stato di salute del tessuto cerebrale ne risentono. Come fa il cervello a disfarsi del suo materiale di scarto e conservare la sua efficienza metabolica?

Gli studi sul sistema di smaltimento degli scarti del cervello

Gli organi del nostro corpo si affidano al sistema linfatico per disfarsi del detrito cellulare. Questa rete di canali e ghiandole contiene la linfa, ed è parte del sistema immunitario e complementare al sistema circolatorio. La linfa accumula e dirige il flusso degli scarti tramite vasi linfatici, che corrono parallelamente a vene e arterie verso i linfonodi, dove cellule chiamate linfociti individuano la presenza di sostanze nocive e attivano la risposta immunitaria.

Si pensava che il cervello non fosse collegato direttamente al sistema linfatico: per secoli gli scienziati hanno cercato questo collegamento senza successo. Il cervello necessita come ogni altro organo di disfarsi del rifiuto metabolico, ma come fa allora senza i propri vasi linfatici? Un interrogativo che ha rappresentato uno dei grandi rompicapi delle neuroscienzeIl cervello umano è una delle strutture più complesse e af... Leggi, almeno fino al 2015, quando due ricercatori della University of Virginia School of Medicine, Jonathan Kipnis e Antoine Louveau, hanno fatto una scoperta inaspettata. Studiando le meningi di un topo, hanno rivelato una rete di distribuzione di cellule immunitarie precedentemente sconosciuta.

Il fluido cerebrospinale, mentre scorre nello spazio attorno alle arterie cerebrali, si combina col fluido interstiziale presente tra le cellule. Questo flusso si dirige poi verso le vene scorrendo così al di fuori dell’encefalo e portandosi con sé anche le sostanze di scarto. Il cervello a tutti gli effetti “sciacqua via” gli scarti a ondate costanti, sfruttando lo spazio circostante ai vasi sanguigni e le normali pulsazioni del sistema circolatorio.

Questo sistema di rimozione è stato battezzato “sistema glinfatico”. La presenza di un meccanismo analogo ai vasi linfatici anche nel cervello è stata poi confermata tramite studi di risonanza magneticaLa risonanza magnetica (RM) è una tecnica non invasiva di i... Leggi. Un complesso sistema di interfaccia permette agli scarti contenuti nel fluido cerebrospinale di essere assorbiti dal flusso sanguigno e diretti ai reni, per essere espulsi dal corpo. Il collegamento diretto tra il cervello e un sistema di scarto, che per anni è sfuggito agli occhi dei ricercatori, è stato così infine trovato.

 

 

Come il sonno aiuta a ripulire il cervello

La scoperta di Kipnis e Louveau ha di fatto ridisegnato le mappe cerebrali, riscritto i libri di medicina e scardinato credenze sul funzionamento del sistema immunitario nel cervello. Non solo: ha aperto la strada a possibilità di comprendere meglio e trattare malattie neurologiche che coinvolgono anomalie del sistema immunitario cerebrale, come l’Alzheimer e la sclerosi multipla.

Le placche amiloidi, che sono alla base dei danni al tessuto cerebrale dell’Alzheimer, sono a tutti gli effetti degli accumuli di sostanza di scarto che il cervello non è in grado di smaltire. Sfruttando il meccanismo di drenaggio del sistema glinfatico, si potrebbe in teoria aiutare il cervello a rimuovere la proteina amiloide in eccesso. Recentissimi esperimenti su modelli animali hanno stimolato questo drenaggio naturale tramite una stimolazione sensoriale non invasiva: flash di luce e suono a una frequenza di 40 volte al secondo. Queste stimolazioni generano delle onde cerebraliLe onde cerebrali sono le oscillazioni elettriche generate d... Leggi sincronizzate che hanno l’effetto di condurre gli scarti accumulati verso i condotti di uscita. I topi sottoposti all’esperimento mostravano una presenza minore di placche amiloidi rispetto al gruppo di controllo.

Altrettanto recente una ricerca sul ruolo del sonnoCos'è il sonno e perché è importante? Il sonno è uno sta... Leggi in questo meccanismo di autopulizia, e anche in questo caso riguarda onde cerebrali sincronizzate. Il sonno, infatti, genererebbe delle onde elettriche ritmiche e a bassa frequenza che fungono da segnale di sincronizzazione per i neuroni. Questi spingono il fluido interstiziale con associate sostanze di scarto dalle profondità dell’encefalo verso la superficie, dove il sistema glinfatico interviene per mettere in atto lo smaltimento vero e proprio. Per anni si è pensato che il sonno fosse in grado di “ripulire” il cervello, e queste nuove ricerche ci suggeriscono che non si tratta solo di un modo di dire.