Cellule nascenti in rosso, neuroni in verde. Le cellule in rosa sono nuovi neuroni da integrare in una rete neurale. Credito:© UNIL-CHUV- Carron / Toni
I neuroscienziati di Synapsy hanno identificato uno dei meccanismi alla base dell'effetto antidepressivo del lattato, una molecola prodotta dall'organismo durante l'esercizio. Le sue caratteristiche principali – lattato, NADH e neurogenesi – apriranno la strada a nuove possibilità di trattamento.
La depressione è la principale causa di disabilità nel mondo. I neuroscienziati di Synapsy – il Centro nazionale svizzero di competenza in ricerca sulle malattie mentali – con sede presso l'Ospedale universitario di Losanna (CHUV) e l'Università di Losanna (UNIL) hanno recentemente dimostrato che il lattato, una molecola prodotta dall'organismo durante l'esercizio, ha un effetto antidepressivo in topi. Il lattato è meglio conosciuto per il ruolo fondamentale che svolge nella nutrizione dei neuroni all'interno del cervello. Eppure può anche contrastare l'inibizione della sopravvivenza e della proliferazione di nuovi neuroni, una perdita riscontrata nei pazienti affetti da depressione e negli animali stressati. Inoltre, il team di ricerca ha individuato nel NADH un componente vitale nel meccanismo:si tratta di una molecola con proprietà antiossidanti che deriva dal metabolismo del lattato. I risultati, pubblicati sulla rivista scientifica Molecular Psychiatry, forniscono una migliore comprensione dei meccanismi fisiologici alla base dell'attività fisica, che dovrebbe portare a un miglioramento del modo in cui verrà trattata la depressione in futuro.
L'OMS riconosce la depressione, che colpisce quasi 264 milioni di persone, come la principale causa di disabilità nel mondo. Sono disponibili trattamenti a base di antidepressivi e psicoterapia per aiutare le persone che soffrono del disturbo. Eppure, come sottolinea Jean-Luc Martin, docente senior e ricercatore presso il Center for Psychiatric Neurosciences (CNP) del CHUV e UNIL, membro di Synapsy e co-direttore dello studio insieme al professor Pierre Magistretti:“Circa il 30% delle persone con depressione non rispondere agli antidepressivi”. Allo stesso tempo, gli effetti antidepressivi dell'attività fisica sono noti da molti anni, anche se la comunità scientifica ha lottato per capire i meccanismi molecolari coinvolti.
Esercizio e lattato:uniti contro la depressione
Durante le sue precedenti indagini, il laboratorio guidato dal dottor Martin si è concentrato sul lattato – una molecola prodotta durante l'esercizio fisico – nel tentativo di spiegare i benefici dello sport. I ricercatori hanno osservato l'azione antidepressiva del lattato quando somministrato ai topi a dosi paragonabili a quelle riscontrate durante l'attività fisica. Come continua il neuroscienziato vodese:"Il lattato diminuisce in particolare l'anedonia, uno dei principali sintomi della depressione, che comporta la perdita di interesse o di piacere in tutte quelle attività che, prima della depressione, erano considerate piacevoli".
Dare alla luce nuovi neuroni
Il team del CNP desiderava approfondire e capire come il lattato agisce sul cervello per contrastare la depressione. Si sono concentrati sulla neurogenesi dell'adulto nell'ippocampo, una regione del cervello che svolge un ruolo nella memoria e nella depressione. "La neurogenesi dell'adulto è il termine utilizzato per la produzione di nuovi neuroni in età adulta dalle cellule staminali del cervello", sottolinea il dottor Martin. "Il suo scopo principale è quello di sostituire i neuroni ed è noto per essere compromesso nei pazienti depressi, quando contribuisce alla riduzione del volume dell'ippocampo osservato in alcuni individui". Con l'aiuto dei suoi colleghi ricercatori, il dottor Martin è stato in grado di dimostrare che il lattato ripristina la neurogenesi e riduce il comportamento depressivo nei topi. Al contrario, senza neurogenesi, il lattato perde il suo potere antidepressivo, indicando che i due sono intimamente legati.
Un trio chiave
Ma questo non ci dice nulla sul meccanismo con cui il lattato regola la neurogenesi. Di conseguenza, i ricercatori hanno studiato il suo metabolismo:in altre parole, tutte le reazioni chimiche cellulari ad esso correlate. Il lattato è in gran parte derivato dalla scomposizione del glucosio dal cibo e viene quindi ossidato a piruvato. Anthony Carrard, biologo del CNP e ricercatore capo dello studio, spiega:“Abbiamo testato logicamente il piruvato sulla neurogenesi, senza successo. Quindi, ci siamo detti che la risposta doveva essere trovata nella conversione del lattato in piruvato”.
Durante la conversione del lattato in piruvato, le cellule producono una molecola con potenziale antiossidante, nota come NADH. Come continua il dottor Carrard:"È l'NADH e le sue proprietà antiossidanti che proteggono la neurogenesi durante un episodio depressivo, o almeno durante la modellazione di alcuni di questi sintomi negli animali". In conclusione, aggiunge il ricercatore:“Questo meccanismo potrebbe spiegare il legame tra sport e depressione, capendo che sono ancora necessari ulteriori esperimenti per dimostrarlo. È importante sottolineare che offre potenziali obiettivi per l'elaborazione di trattamenti futuri. Per fare ciò, identificheremo prima le proteine su cui agisce il fattore NADH."
Riferimento:"Role of adult hippocampal neurogenesis in the antidepressant actions of lactate" di Anthony Carrard, Frédéric Cassé, Charline Carron, Sophie Burlet-Godinot, Nicolas Toni, Pierre J. Magistretti e Jean-Luc Martin, 14 maggio 2021, Psichiatria Molecolare .
DOI:10.1038/s41380-021-01122-0
