Neurometalli e salute

Sabato 22 luglio ricorre la giornata mondiale del cervello.

Diversi oligoelementi essenziali, come ferro (Fe), zinco (Zn), rame (Cu) e manganese (Mn), sono distribuiti in varie regioni del cervello.

Questi elementi, chiamati “neurometalli”, svolgono ruoli importanti in varie funzioni cerebrali come la mielinizzazione, l’elaborazione delle informazioni delle reti neurali, la sintesi dei neurotrasmettitori, la formazione della memoria e la protezione delle cellule neurali.

Questi micronutrienti sono naturalmente contenuti nel cibo o nell’acqua potabile e possono essere assorbiti attraverso il tratto gastrointestinale. Tuttavia, i loro tassi di assorbimento sono generalmente bassi e sono influenzati dagli ioni metallici e da sostanze coesistenti negli alimenti.

Inoltre, la barriera emato-encefalica protegge l’ingresso di oligoelementi nel cervello.

Pertanto, tende a verificarsi una carenza di questi neurometalli, che ha vari effetti negativi sulle normali funzioni cerebrali, in particolare nel cervello in via di sviluppo.

Per contro, un eccesso di questi oligoelementi produce spesso specie reattive dell’ossigeno e danneggia il cervello. Inoltre, prove crescenti suggeriscono che la dis-omeostasi di questi metalli è coinvolta nella patogenesi delle malattie neurodegenerative, tra cui il morbo di Alzheimer, le malattie da prioni e le malattie del corpo di Lewy.

Patogenesi neurodegenerativa

Le proteine amiloidogeniche correlate alla malattia possono regolare l’omeostasi del metallo nelle sinapsi e così la perdita delle funzioni protettive di queste proteine amiloidogeniche causa la neurodegenerazione.

Parallelamente, i cambiamenti conformazionali indotti dal metallo delle proteine amiloidogeniche contribuiscono ad aumentare la loro neurotossicità.

Inoltre, l’eccesso di Zn e Cu gioca un ruolo centrale nella patogenesi della demenza senile di tipo vascolare.

Le sinapsi sono regioni del cervello ricche di metalli. I livelli di Cu e Zn nel liquido cerebrospinale di individui sani sono inferiori a 1 µM. Tuttavia, Cu e Zn possono essere concentrati nelle fessure sinaptiche. I livelli di Zn, Cu e Fe nelle fessure sinaptiche sono strettamente regolati dalle interazioni tra le proteine amiloidogeniche.

Queste interazioni concertate metallo-proteina e metallo-metallo nelle sinapsi sono altamente complesse e vulnerabili alle perturbazioni. Pertanto, il disturbo di queste sottili interazioni può causare la dis-omeostasi dei neurometalli, la produzione di ROS e la degenerazione sinaptica e infine indurre la neurodegenerazione che sfocia in malattia.