Adult hippocampal neurogenesis is age dependent and differently modulated in male and female wild house mice
Questo studio sui topi selvatici rivela che, sebbene l'età sia il principale fattore determinante del declino della neurogenesi ippocampale adulta in entrambi i sessi, i neuromodulatori specifici che influenzano questo processo differiscono significativamente tra maschi e femmine, con testosterone e progesterone che sono dominanti nelle femmine e il 2-arachidonoilglicerolo (2-AG) che risulta il più critico nei maschi.
Articolo originale sotto licenza CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Questa è una spiegazione generata dall'IA di un preprint non sottoposto a revisione paritaria. Non è un consiglio medico. Non prendere decisioni sulla salute basandoti su questo contenuto. Leggi il disclaimer completo
Il cervello non è un organo statico che finisce di costruirsi durante l'infanzia; in molti mammiferi, compresi gli esseri umani, continua a far crescere nuovi neuroni per tutta la vita. Questo processo, noto come neurogenesi ippocampale adulta, avviene in una regione specifica chiamata ippocampo, che è vitale per l'apprendimento, la memoria e l'equilib equilibrio emotivo. Pensate a questa regione come a un cantiere dove nascono nuovi neuroni, maturano e poi si integrano nelle reti esistenti per aiutare il cervello ad adattarsi alle nuove esperienze. Gli scienziati sanno da tempo che questa costruzione rallenta con l'invecchiamento degli animali, ma la maggior parte di ciò che comprendiamo deriva dallo studio di topi in laboratori sterili. Questi topi da laboratorio vivono in condizioni perfette e immutabili, il che solleva una domanda: il cervello invecchia allo stesso modo quando un animale affronta il mondo reale, con il suo meteo imprevedibile, le lotte sociali e il costante bisogno di trovare cibo ed evitare i predatori? Per rispondere a questo, i ricercatori avevano bisogno di osservare animali selvatici le cui vite fossero state interamente documentate dalla nascita alla morte, permettendo loro di vedere come l'età e i segnali chimici del corpo interagiscano in un ambiente naturale.
Un team di scienziati ha deciso di indagare questo aspetto studiando una grande popolazione di topi selvatici che vive in un fienile vicino a Zurigo, in Svizzera. Questo specifico gruppo di topi è stato osservato attentamente per oltre due decenni, il che significa che i ricercatori conoscevano l'età esatta di ogni singolo esemplare catturato, con un range che andava da due mesi a più di due anni. In un singolo giorno di dicembre, hanno catturato 73 di questi topi — 32 maschi e 41 femmine — e hanno raccolto con cura i loro cervelli e piccoli campioni di pelo. L'obiettivo era contare il numero di nuove, giovani cellule nervose nell'ippocampo e vedere come questi numeri cambiassero con l'età. Volevano anche capire come la chimica interna del corpo influenzasse questo processo. Per farlo, hanno analizzato i campioni di pelo per i livelli di ormoni dello stress, ormoni sessuali e molecole di segnalazione chiamate endocannabinoidi. A differenza degli esami del sangue, che mostrano solo ciò che accade nel corpo in un singolo momento, il pelo agisce come un registratore lento, preservando una registrazione dei livelli ormonali degli ultimi due o tre mesi. Ciò ha permesso agli scienziati di vedere l'ambiente chimico a lungo termine in cui ogni topo aveva vissuto.
La scoperta più sorprendente è stata che l'età è stato il singolo fattore più determinante nel determinare quanti nuovi neuroni venissero prodotti. Man mano che i topi invecchiavano, la produzione di nuovi neuroni diminuiva drasticamente, seguendo un declino ripido che era notevolmente simile a quello osservato nei topi da laboratorio. Questo calo avveniva sia nei maschi che nelle femmine, ed era così costante che l'età da sola poteva spiegare quasi tutta la variazione nel numero di nuove cellule trovate. Interessantemente, mentre il numero di nuove cellule diminuiva, il numero totale di cellule nervose mature nell'ippocampo rimaneva stabile, suggerendo che il cervello mantenga la sua struttura centrale anche quando smette di aggiungere nuove parti. I ricercatori hanno anche controllato se lo stress causato dalla cattura e dalla manipolazione influenzasse i risultati, ma hanno scoperto che il tempo trascorso dai topi nelle gabbie prima dell'esame, o il tempo tra la morte e la rimozione del cervello, non aveva alcun impatto sui conteggi. Il declino era una parte naturale dell'invecchiamento, non un artefatto del metodo di studio.
Quando gli scienziati hanno esaminato gli ormoni conservati nel pelo, il quadro è diventato più complesso e ha rivelato differenze sorprendenti tra i sessi. Presi isolatamente, livelli più elevati dell'ormone dello stress corticosterone erano legati a meno nuove cellule cerebrali, il che concordava con le precedenti idee sul fatto che lo stress sia dannoso per il cervello. Allo stesso modo, livelli più elevati di testosterone e progesterone erano anch'essi associati a un calo della produzione di nuove cellule, una scoperta che contraddiceva l'aspettativa che il testosterone potesse proteggere il cervello nei maschi. Tuttavia, quando i ricercatori hanno analizzato tutti gli ormoni insieme, tenendo conto dell'età dell'animale, la storia è cambiata. L'ormone dello stress corticosterone ha perso la sua significatività come predittore. Invece, l'influenza degli altri prodotti chimici dipendeva interamente dal fatto che il topo fosse maschio o femmina.
Nei topi femmina, il declino delle nuove cellule cerebrali era guidato principalmente dall'età, seguito dai livelli di testosterone e progesterone. I ricercatori hanno notato che i livelli di progesterone nelle femmine aumentano con il numero di gravidanze avute e hanno scoperto che una storia di molte gravidanze era fortemente legata a meno nuove cellule cerebrali. Ciò suggerisce che, per le femmine, i costi biologici della riproduzione possano entrare in un compromesso con la capacità del cervello di generare nuovi neuroni. Nei topi maschio, la dinamica era diversa. Il predittore chimico più importante per le nuove cellule cerebrali non era un ormone, ma un endocannabinoide chiamato 2-arachidonoilglicerolo, o 2-AG. Questa molecola, che fa parte del sistema di segnalazione naturale del corpo, mostrava una relazione positiva con la crescita delle nuove cellule nei maschi. Anche quando l'età veniva presa in considerazione, livelli più elevati di 2-AG nei maschi erano associati a più nuovi neuroni, rendendolo il fattore singolo più forte per loro. Per le femmine, questa sostanza chimica non svolgeva lo stesso ruolo dominante.
Lo studio conclude che, sebbene l'invecchiamento sia la forza universale che rallenta la produzione di cellule cerebrali, i segnali chimici che modulano questo processo non sono uguali per tutti. Il corpo non utilizza un unico schema per entrambi i sessi; al contrario, l'interazione tra età, storia riproduttiva e specifici segnali chimici crea un panorama unico per maschi e femmine. Le scoperte suggeriscono che, in natura, la plasticità cerebrale è profondamente legata alla storia della vita di un individuo e alla fisiologia specifica del sesso. Passando dall'ambiente controllato del laboratorio all'osservazione degli animali nel loro habitat naturale, i ricercatori hanno scoperto che le regole che governano la salute del cervello sono più sfumate di quanto precedentemente pensato. Il cervello non invecchia semplicemente; invecchia in modo diverso a seconda che si tratti di un topo maschio o femmina, plasmato dai segnali chimici specifici che si sono accumulati durante i mesi di vita nel mondo selvaggio.
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