L’irisina legata all’attività fisica può proteggere dalla neurodegenerazione

L’irisina indotta dall’esercizio salva la plasticità sinaptica e può proteggere la memoria.

Un nuovo studio condotto da un team internazionale di ricercatori riafferma il potenziale potere neuroprotettivo dell’irisina indotta dall’esercizio fisico. Poiché l’irisina dell’ormone è stata scoperta per la prima volta meno di dieci anni fa, c’è stato qualche dibattito sul fatto che l’irisina sia, o meno, il potente messaggero indotto dall’esercizio che i ricercatori pionieri della Harvard Medical School, guidati da Bruce Spiegelman, avevano inizialmente ipotizzato nel 2012. .

Fonte: Sergey Nivens / Shutterstock

Il recente studio del primo autore Mychael Lourenco et al., “L’esercizio collegato FNDC5 / Irisin salva la plasticità sinaptica e difetti di memoria nei modelli di Alzheimer”, aggiunge a un crescente numero di prove che l’irisina indotta dall’esercizio può proteggere contro la neurodegenerazione e aumentare la memoria in sia umani che topi. Questo articolo è stato pubblicato il 7 gennaio su Nature Medicine .

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Un commento di accompagnamento in questo numero di Nature Medicine di Xu Chen e Li Gan – che non erano coinvolti nel Lourenco et al. (2019) lo studio riassume il significato di questa ricerca: “Un ormone legato all’attività fisica, FNDC5 / irisina, media il beneficio dell’esercizio nei modelli di malattia di Alzheimer migliorando la plasticità e la memoria sinaptica.”

Il primo aspetto degno di nota di questo studio su tre fronti è che l’analisi post-mortem di campioni prelevati da banchi di cervelli umani ha rivelato che le molecole di irisina si fanno strada nell’ippocampo umano e che i livelli di ippocampo dell’irisina sono significativamente ridotti in soggetti con malattia di Alzheimer (AD) .

La seconda fase di questo studio ha utilizzato topi per indagare se l’irisina salva la plasticità sinaptica e aiuta a preservare la memoria in un modello animale. In particolare, i ricercatori hanno scoperto che se disabilitavano o “buttavano fuori” gli effetti dell’irisina nei topi, la funzione sinaptica e la memoria si indebolivano entrambi. Il rovescio della medaglia, se hanno aumentato i livelli di irisina, la plasticità sinaptica e la memoria sono migliorate.

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La terza parte di questo studio ha esplorato l’effetto dell’esercizio aerobico sui livelli di irisina nel cervello del topo. Per questo braccio dello studio in tre parti, i ricercatori hanno avuto una coorte di topi nuotare per 60 minuti / cinque giorni a settimana per cinque settimane. In confronto a un gruppo di controllo che non nuotava regolarmente, i ricercatori hanno trovato prove evidenti della produzione di irisina legata all’esercizio fisico.

Inoltre, quando i topi nuotatori erano infusi con una beta-amiloide (che è implicata nell’AD) l’irisina legata all’attività fisica forniva neuroprotezione. Ad esempio, se i ricercatori hanno somministrato un farmaco che ha bloccato l’irisina, i benefici del nuoto del nuoto sono diventati inesistenti. Sostanze che bloccano l’irisina cancellano ogni miglioramento correlato all’esercizio nei test di memoria.

I risultati sfaccettati di questa ricerca suggeriscono che l’irisina indotta dall’esercizio può aiutare a prevenire alcuni tipi di demenza negli esseri umani. La prossima fase della ricerca dell’irisina in corso sarà quella di esplorare possibili farmaci che possono aumentare i livelli di irisina nel cervello senza la necessità di esercitare.

“Nel frattempo, incoraggerei sicuramente tutti a esercitare, a promuovere la funzione cerebrale e la salute generale”, ha detto in una dichiarazione il coautore Ottavio Arancio della Columbia University. “Ma questo non è possibile per molte persone, specialmente quelle con malattie legate all’età come malattie cardiache, artrite o demenza. Per quegli individui, c’è una particolare necessità di farmaci che possono imitare gli effetti dell’irisina e proteggere le sinapsi e prevenire il declino cognitivo “.

La storia breve (e un po ‘controversa) dell’irisina indotta dall’esercizio fisico

Sette anni fa, Bruce Spiegelman e colleghi del Dana-Farber Cancer Institute di Boston hanno riportato per la prima volta la scoperta di un messaggero indotto dall’esercizio che sembrava avere un incredibile potenziale di comunicazione con vari tessuti in tutto il corpo e il cervello.

Spiegelman e co-autori hanno riportato questi risultati in uno studio del gennaio 2012 (Boström et al., 2012) pubblicato sulla rivista Nature . In questo articolo, gli autori spiegano la novità della loro scoperta: “Qui mostriamo nel mouse che l’espressione di PGC1-a nel muscolo stimola un aumento nell’espressione di FNDC5, una proteina di membrana che viene scissa e secreta come un ormone identificato di recente, l’irisina. ”

Spiegelman ha coniato il nome “irisin” per questo ormone appena scoperto come urlo per Iris, che è un messaggero degli dei nella mitologia greca e nell’Iliade di Omero . All’inizio, Spiegelman ebbe l’impressione che isolare e denominare l’irisina fosse un primo passo importante per far progredire la nostra comprensione di come l’esercizio aerobico innesca una reazione a catena di benefici in tutto il corpo e il cervello.

Ho appreso per la prima volta della capacità di una molecola indotta dall’esercizio relativamente sconosciuta chiamata “irisina” per migliorare la funzione cognitiva e proteggere il cervello contro la neurodegenerazione nei topi sei anni fa.

In un post di ottobre 2013, “Gli scienziati scoprono perché l’attività fisica ti rende più intelligente”, ho riferito su ricerche più all’avanguardia (Wrann et al., 2013) dal laboratorio di Spiegelman pubblicato sulla rivista Cell Metabolism .

Christianne Wrann e co-autori hanno spiegato il significato di questo articolo: “L’esercizio fisico può migliorare la funzione cognitiva ed è stato collegato alla maggiore espressione del fattore neurotrofico derivato dal cervello (BDNF). Tuttavia, i meccanismi molecolari sottostanti che guidano l’elevazione di questa neurotropina rimangono sconosciuti. Qui vi mostriamo che FNDC5, una proteina muscolare precedentemente identificata che è indotta nell’esercizio ed è clivata e secreta come irisina, è anche elevata dall’esercizio di resistenza nell’ippocampo dei topi. ”

Poco dopo la pubblicazione di questo articolo, sono scoppiate alcune polemiche. Altri esperti hanno contestato il protocollo e la validità dei metodi di ricerca di Spiegelman e dei risultati successivi del suo team. Questi oppositori sollevarono alcuni dubbi sul fatto che i livelli di irisina aumentassero effettivamente attraverso l’esercizio aerobico.

Nel 2015, Spiegelman e il suo team hanno affrontato queste preoccupazioni in un documento, “Rilevazione e quantificazione dell’irisina circolante umana mediante spettrometria di massa tandem”, che ha confermato l’esistenza dell’irisina legata all’attività fisica. Gli autori (Jedrychowski et al., 2015) hanno dichiarato: “In questo documento abbiamo identificato e quantitativamente l’irisina umana nel plasma usando la spettrometria di massa con peptidi di controllo arricchiti con isotopi stabili pesanti come standard interni. Questi dati dimostrano in modo inequivocabile che l’irisina umana esiste, circola ed è regolata dall’esercizio fisico. “(Vedi” L”ormone degli esercizi’ Irisin NON è un mito. “)

Si spera che l’ultimo studio sull’irisina di Lourenco et al. (2019) servirà come un’altra fonte di motivazione per le persone di tutte le età di sedersi di meno ed esercitare di più. Ma ancora una volta, per coloro che non sono in grado di esercitare per qualsiasi motivo, i prodotti farmaceutici a base di irisina possono offrire nuove speranze nella lotta in corso contro il morbo di Alzheimer e altre forme di demenza nel prossimo futuro.

Riferimenti

Mychael V. Lourenco, Rudimar L. Frozza, Guilherme B. de Freitas, Hong Zhang, Grasielle C. Kincheski, Felipe C. Ribeiro, Rafaella A. Gonçalves, Julia R. Clarke, Danielle Beckman, Agnieszka Staniszewski, Hanna Berman, Lorena A Guerra, Letícia Forny-Germano, Shelby Meier, Donna M. Wilcock, Jorge M. de Souza, Soniza Alves-Leon, Vania F. Prado, Marco AM Prado, Jose F. Abisambra, Fernanda Tovar-Moll, Paulo Mattos, Ottavio Arancio, Sergio T. Ferreira e Fernanda G. De Felice. “FNDC5 collegato all’attività fisica / Irisin salva plasticità sinaptica e difetti di memoria nei modelli di Alzheimer”. Nature Medicine (Prima pubblicazione: 7 gennaio 2019) DOI: 10.1038 / s41591-018-0275-4

Xu Chen e Li Gan. “Un messaggero indotto dall’esercizio aumenta la memoria nella malattia di Alzheimer.” Nature Medicine (Prima pubblicazione: 7 gennaio 2019) DOI: 10.1038 / s41591-018-0311-4