- Alti livelli di zucchero nel sangue sono associati ad un aumentato rischio di malattia di Alzheimer, ma i meccanismi cellulari specifici alla base di questo legame non erano precedentemente chiari.
- Ora, un nuovo studio che esamina i canali del potassio sensibili all’ATP (KATP), che regolano l’attività cellulare in base ai livelli di energia, ha fatto luce sulla connessione.
- I ricercatori hanno scoperto che questi canali sono presenti in varie cellule cerebrali e la loro espressione cambia nella malattia di Alzheimer, scoprendo che la disabilitazione di questi canali in un modello murino ha impedito il tipico aumento dei livelli di beta-amiloide e la formazione di placche amiloidi causate dall’alto livello di zucchero nel sangue.
- Questo apre la strada a potenziali nuovi trattamenti, che potrebbero indirizzare canali specifici come un nuovo modo di trattare la malattia.
È noto che il diabete di tipo 2 aumenta la probabilità di sviluppare la malattia di Alzheimer, ma le ragioni alla base rimangono poco chiare e sono oggetto di ricerche in corso.
Quando i livelli di zucchero nel sangue sono alti, può rendere il cervello più attivo e portare al rilascio di una sostanza chiamata
Ora, gli scienziati della Wake Forest University School of Medicine nella Carolina del Nord hanno compiuto un importante passo avanti, dimostrando che l’aumento del consumo di zucchero e gli elevati livelli di glucosio nel sangue da soli possono innescare l’accumulo di placca amiloide nel cervello, che è un fattore che contribuisce al rischio di Il morbo di Alzheimer.
Il loro nuovo studio, pubblicato in JCI Visionefornisce preziose informazioni sui cambiamenti metabolici associati al diabete che rendono il cervello suscettibile all’Alzheimer.
Zucchero legato alla formazione di placche “tossiche” dell’Alzheimer
I ricercatori si sono concentrati su un tipo di canale chiamato canali del potassio sensibili all’ATP (KATP), che sono coinvolti nella regolazione dell’attività cellulare in base ai livelli di energia. Nel cervello, i canali KATP sono fortemente espressi nei circuiti neuronali.
In un modello di topo, i ricercatori hanno dimostrato che il consumo di acqua zuccherata, rispetto alla normale acqua potabile, porta a una maggiore formazione di placche amiloidi.
Inoltre, hanno scoperto che livelli elevati di zucchero nel sangue contribuiscono ad aumentare la produzione di beta-amiloide nel cervello.
Questi risultati forniscono la prova di un potenziale impatto diretto dell’assunzione di zucchero e dei livelli di glucosio nel sangue sulla formazione e produzione di placche amiloidi, una caratteristica cruciale della malattia di Alzheimer.
Meccanismi cellulari alla base dell’effetto dello zucchero sul cervello
Indagando sui meccanismi sottostanti, il team di ricerca ha identificato un gruppo di sensori metabolici chiamati canali del potassio sensibili all’ATP, o canali KATP, presenti nei neuroni. Questi canali fungono da collegamento tra i cambiamenti metabolici, l’attività neuronale e la produzione di beta-amiloide nel cervello.
Funzionando come regolatori di energia, questi canali KATP monitorano la disponibilità di ATP, una fonte di energia vitale per la sopravvivenza cellulare.
Disturbare la normale funzione di questi sensori può interrompere le normali operazioni del cervello e avere implicazioni sulla sua funzionalità complessiva.
Successivamente, i ricercatori hanno studiato l’espressione di questi sensori metabolici nel cervello di individui con diagnosi di malattia di Alzheimer, e ancora una volta hanno osservato alterazioni in presenza di questi canali.
Il dottor Shannon Macauley, professore associato di fisiologia e farmacologia presso la Wake Forest University School of Medicine e ricercatore principale dello studio, ha spiegato i retroscena Notizie mediche oggi, affermando: “Sappiamo che le persone con diabete di tipo 2 corrono un rischio maggiore di sviluppare il morbo di Alzheimer. E per decenni, gli scienziati hanno esplorato il perché. Cosa c’è nei cambiamenti metabolici nel diabete che mettono il cervello a rischio di malattia di Alzheimer?”
“Utilizzando modelli murini, dimostriamo che gli aumenti di zucchero nel sangue aumentano la produzione di beta-amiloide nel cervello; questa è una proteina tossica che costituisce le placche amiloidi, un segno distintivo della malattia di Alzheimer. In un esperimento cronico, se ai topi viene somministrata acqua zuccherata invece della normale acqua potabile, formano più placche amiloidi rispetto ai topi che bevono acqua normale. Questo è stato interessante perché questo era indipendente da qualsiasi cambiamento nella loro dieta altrimenti. Dimostra che consumare troppo zucchero è sufficiente per causare la proliferazione della placca amiloide e aumentare il rischio di malattia di Alzheimer”.
– Dott.ssa Shannon Macauley
Lo zucchero influisce sui sensori metabolici nelle cellule cerebrali
Il dottor Macauley e il team hanno quindi chiesto: “Quali sono stati i driver molecolari di questo fenomeno?”
“Abbiamo identificato un sensore metabolico sui neuroni, noto come canali del potassio sensibili all’ATP o canali KATP, che collegano i cambiamenti nel metabolismo con l’eccitabilità e la produzione di abeta”, ha spiegato il dott. Macauley.
“Utilizzando tecniche genetiche nei topi, abbiamo rimosso questi sensori dal cervello e abbiamo dimostrato che l’aumento della glicemia non si traduce in un aumento dei livelli di beta-amiloide o di placche amiloidi. Abbiamo quindi esplorato in [the] espressione di questi sensori metabolici nell’uomo [Alzheimer’s] cervello dei pazienti post-mortem e ha scoperto che l’espressione di questi canali cambia con una diagnosi di Alzheimer, suggerendo ancora una volta che questi sensori metabolici possono svolgere un ruolo nello sviluppo dell’Alzheimer”, ha aggiunto il ricercatore.
Kristen Carli, nutrizionista dietista registrata, non coinvolta in questa ricerca, ha detto MNT che “questo studio evidenzia quanto i canali KATP siano influenti sull’impatto dell’iperglicemia sul rischio di sviluppare l’Alzheimer”.
Il dottor David Merrill, psichiatra geriatrico e direttore del Pacific Brain Health Center del Pacific Neuroscience Institute a Santa Monica, in California, anch’egli non coinvolto nello studio, ha dichiarato: “Queste nuove scoperte aiutano a spiegare perché i pazienti con diabete sono a più alto rischio di Alzheimer malattia. L’alto livello di zucchero nel sangue sta guidando la formazione di placche di beta amiloide.
“La malattia di Alzheimer è il risultato finale di un periodo prolungato di salute non ottimale. In questo caso, il colpevole è il diabete. In altri casi, ci sono altri colpevoli. I pazienti e i loro medici devono essere più curiosi di sapere cosa sta causando la formazione di placche di beta-amiloide nel cervello”.
Il dottor David Merrill
Quali sono le potenziali implicazioni per i malati di Alzheimer?
Il dottor Macauley osserva che la ricerca “non solo […] offerta[s] una spiegazione del motivo per cui le persone con diabete di tipo 2 sono ad aumentato rischio di malattia di Alzheimer, [but] scopre un possibile bersaglio terapeutico per il trattamento del morbo di Alzheimer”.
Il Dr. Merrill ha evidenziato come “l’identificazione precoce e la correzione dei driver alla base del morbo di Alzheimer, come [a] un aumento subottimale dei livelli di zucchero nel sangue e l’insulino-resistenza associata, possono essere più efficaci dei trattamenti volti a ripulire il pasticcio di placche che vengono lasciate una volta che le sinapsi e i neuroni sono già morti e scomparsi.
“Insegnare ai pazienti in che modo i diversi alimenti influiscono sui loro livelli di zucchero nel sangue può aiutarli a evitare di sviluppare il diabete ora e l’Alzheimer in seguito”, ha spiegato il dott. Merrill.
Carli ha sottolineato che le aziende farmaceutiche potrebbero potenzialmente sviluppare farmaci mirati ai canali KATP, in particolare per i pazienti con diabete di tipo 2.
“Teoricamente, prendendo di mira i canali KATP, i farmaci potrebbero ridurre l’impatto che l’iperglicemia ha sul rilascio di beta-amiloide, che è direttamente correlato al rischio di sviluppare l’Alzheimer”, ha spiegato Carli.
“Come dietista registrato, sono propenso a chiedermi come questo influenzerà il desiderio delle persone con diabete di tipo 2 di cambiare e modificare la loro dieta. Anche se il rischio di malattia di Alzheimer è completamente eliminato per chi soffre di iperglicemia, ci sono molti altri problemi di salute che derivano da un elevato livello di glucosio nel sangue. Spero che, creando farmaci per ridurre il rischio di malattia di Alzheimer, questi pazienti si concentrino ancora sull’apportare cambiamenti salutari alla loro dieta per ridurre l’iperglicemia”.
– Kristen Carli