La vitamina D è nota per essere anti-proliferativa e ha effetti di pro-differenziazione, come dimostrato dall’aggiunta di 1,25-diidrossivitamina D3 a colture di linee cellulari normali e maligne. Inoltre, è stato dimostrato che la vitamina D regola una varietà di fattori neurotrofici, incluso il fattore di crescita nervosa (NGF), fornendo ulteriori prove della sua capacità di influenzare la proliferazione, differenziazione, sopravvivenza e crescita neuronale. La vitamina D svolge un ruolo importante nello sviluppo della proliferazione cellulare, della differenziazione e dell’apoptosi. Ad esempio, topi knockout 1α-idrossilasi che non hanno la capacità di rendere la forma attiva della vitamina D (1,25(OH)2D) hanno mostrato un aumento della proliferazione cellulare nel giro dentato dell’ippocampo, una riduzione della sopravvivenza dei neuroni neonati e aumento apoptosi nei topi adulti. La vitamina D è altamente pleotropico, in grado di regolare oltre 2.700 geni all’interno del genoma. Questo probabilmente include geni coinvolti nella neurotrasmissione del glutammato e del GABA e nella regolazione del calcio, oltre a fattori neurotrofici e geni coinvolti nella neuroprotezione, come la gamma-GTP (sintesi di GSH) e ossido nitrico sintasi inducibile (iNOS). Pertanto, la carenza di vitamina D può portare a una mancanza di neuroprotezione.
La ricerca dell’Università del Queensland potrebbe spiegare perché la vitamina D è vitale per la salute del cervello, e come la deficienza porta a disturbi come depressione e schizofrenia. Oltre un miliardo di persone in tutto il mondo sono affette da carenza di vitamina D, e vi è un legame ben stabilito tra carenza di vitamina D e alterata cognitività. Sfortunatamente, esattamente come la vitamina D influenza la struttura e la funzione del cervello non è ben compresa, quindi non è ancora chiaro perché la mancanza causa problemi. I livelli di vitamina D influenzano un tipo di connessioni nel cervello, chiamate reti peri-neuronali. Queste reti formano una rete forte e solidale attorno a certi neuroni, e così facendo stabilizzano i contatti che queste cellule producono con altri neuroni. I ricercatori hanno rimosso la vitamina D dalla dieta di un gruppo di topi adulti sani e, dopo 20 settimane, hanno riscontrato un significativo calo della loro capacità di ricordare e apprendere rispetto a un gruppo di controllo. Il gruppo carente di vitamina D aveva una marcata riduzione delle reti peri-neuronali nell’ippocampo, la regione del cervello cruciale per la formazione della memoria. C’è stata anche una drastica riduzione sia del numero sia della forza delle connessioni tra i neuroni in quella regione.
La vitamina D svolge un ruolo importante nel mantenere le reti peri-neuronali stabili e quando i livelli di vitamina D diminuiscono, questo “ponteggio” è più facilmente degradato dagli enzimi. Quando i neuroni dell’ippocampo perdono le loro reti peri-neuronali di supporto, hanno difficoltà a mantenere le connessioni e questo alla fine porta a una perdita della funzione cognitiva. Il professore associato Burne del Queensland Brain Institute ha affermato che l’ippocampo può essere maggiormente colpito dal deficit di vitamina D, perché è molto più attivo di altre regioni del cervello: “È come il canarino nella miniera di carbone: potrebbe fallire prima perché la sua alta richiesta di energia lo rende più sensibile all’esaurimento delle sostanze nutritive essenziali come la vitamina D. Il lato destro dell’ippocampo è stato più influenzato dalla carenza di vitamina D rispetto al lato sinistro. La perdita di funzione in questa area potrebbe essere un importante contributo ai segni distintivi di schizofrenia, tra cui gravi deficit di memoria e una percezione distorta della realtà. Il prossimo passo è testare questa nuova ipotesi sul legame tra carenza di vitamina D, reti peri-neuronali e cognitività. Siamo anche particolarmente entusiasti di aver scoperto che queste reti possono cambiare nei topi adulti. Spero che, dato che sono dinamici, c’è la possibilità di ricostruirli e questo potrebbe preparare il terreno per nuovi trattamenti”.
- A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.
Pubblicazioni scientifiche
Mayne PE, Burne THJ. Trends Neurosci. 2019 Feb 19.
Al-Amin M et al. Hum Brain Mapp. 2019; 40(2):394-406.
Yuan J et al. Int J Mol Med. 2018 Jan; 41(1):364-372.
Kesby JP et al. Int J Dev Neurosci. 2017 Nov; 62:1-7.