La depressione è una delle principali cause di disabilità in tutto il mondo e contribuisce notevolmente al carico globale di malattia. La nutrizione è essenziale per il mantenimento dei normali stati emotivi. La terapia nutrizionale sta crescendo in molti trattamenti di malattie, ma poco si sa nel campo della depressione. Un’alimentazione squilibrata è implicata nell’eziologia della depressione, ostacolando potenzialmente il trattamento. Ad esempio, molti aminoacidi essenziali nel siero vengono modificati nei pazienti con depressione, come triptofano, treonina, leucina, isoleucina e valina. Per esempio la carenza di arginina plasmatica come possibile conseguenza dello stato depressivo è nota da quasi un decennio. Sia prove sperimentali che pilota su soggetti umani hanno dimostrato che l’integrazione alimentare con arginina oltre alla dieta, ha un effetto positivo sull’evoluzione di uno stato depressivo in trattamento farmacologico.
Gli effetti dell’arginina sullo stato depressivo potrebbero dipendere dal suo metabolismo neuronale verso la produzione di ossido nitrico (NO*), che è una molecola di segnalazione che svolge un ruolo fondamentale nella regolazione del tono vascolare. Inoltre, è stato dimostrato che l’NO contribuisca alla salute dell’albero vascolare. L’NO è sintetizzato da una famiglia di ossido nitrico sintasi (NOS) attraverso la conversione della L-arginina in L-citrullina. Inoltre, la disponibilità e il trasporto di Arg modulano il tasso di biosintesi di NO nelle cellule del sangue circolanti e nel sistema vascolare, che protegge dalle malattie cardiovascolari. Pertanto, il percorso Arg-NO può essere compromesso nella depressione maggiore e svolgere un ruolo importante nella fisiopatologia della malattia. Arginina, citrullina e ornitina sono inoltre aminoacidi chiave del ciclo dell’urea. L’arginina è scissa dall’enzima arginasi, che produce l’urea convertendola in ornitina.
Precedenti studi hanno dimostrato che l’attività dell’arginasi è elevata nelle persone con depressione e questo giustificherebbe in parte i suoli livelli sanguigni bassi nei pazienti. È stato anche riportato che l’arginina influenza le concentrazioni di acido aminobutirrico (GABA) e glutammato nella corteccia prefrontale del cervello, che sono importanti per la bioenergetica cellulare e lo stress ossidativo. Inoltre, due studi clinici hanno dimostrato che ketamina ed esketamina, antagonisti del recettore glutammatergico NMDAR con comprovati effetti antidepressivi, hanno contribuito ai cambiamenti dell’arginina nel ciclo dell’urea nei neuroni cerebrali. Quindi la bilancia degli aminoacidi azotati è potenzialmente importante per la patogenesi depressiva, ma non sembra che sia l’unica. Anche il gruppo degli aminoacidi chiamati ramificati (leucina, isoleucina, valina) pare che faccia la sua parte, almeno con meccanismi diversi da quelli dell’arginina.
Infatti, ricercatori cinesi guidati dal professor Feifan Guo presso l’Institute for Translational Brain Research della Fudan University, hanno scoperto che una dieta carente di leucina ha effetti antidepressivi sui comportamenti legati alla depressione indotti dallo stress cronico; e ha rivelato il meccanismo dell’aminoacid-sensing nei neuroni cerebrali chiamati AgRP, un gruppo di neuroni controllori della fame. In questo studio, è stato scoperto che una dieta carente di leucina ha effetti antidepressivi sui comportamenti correlati alla depressione indotti dallo stress cronico in entrambi i sessi di topi. È interessante notare che gli effetti di carenza di aminoacidi si applicano a tutti gli aminoacidi essenziali. Con l’iniezione dentro i ventricolari cerebrali, i ricercatori hanno scoperto che la risposta alla privazione di leucina è mediata dall’ipotalamo, la regione cerebrale maggiore che regola l’appetito e il metabolismo energetico.
Inoltre, gli scienziati hanno scoperto che un gruppo di neuroni nell’ipotalamo, i neuroni AgRP, sono stati attivati durante la privazione della leucina e il silenziamento dei neuroni AgRP ha abolito gli effetti antidepressivi indotti dalla privazione della leucina. Inoltre, la proteina sensore dell’amminoacido GCN2 nei neuroni AgRP, è stata attivata durante la carenza di leucina dopo lo stress e il knockdown GCN2 nei neuroni AgRP ha bloccato le alterazioni comportamentali indotte dalla carenza di leucina, che è stata invertita attivando i neuroni AgRP. Questo studio ha stabilito che un modello dietetico inaspettato, la privazione della leucina, non l’integrazione nutrizionale, provoca effetti antidepressivi e questa regolazione è mediata da, i neuroni AgRP. Inoltre, questi risultati suggeriscono una nuova funzione del segnale GCN2 nei neuroni AgRP sotto squilibrio di aminoacidi e stress cronico.
La leucina, come aminoacido libero, è anche un attivatore cellulare della via della sintesi proteica mediata dal complesso mTOR innescato dai fattori di crescita. Lo sanno bene le cellule tumorali che attivano il complesso mTOR dopo che ricevono lo stimolo a dividersi con i fattori di crescita. E lo sanno bene anche i culturisti, che usano gli aminoacidi ramificati per mettere massa muscolare. Poiché la privazione della leucina potrebbe anche far perdere peso e migliorare il metabolismo del glucosio, questo modello di dieta potrebbe aiutare ad alleviare l’obesità indotta da farmaci antidepressivi in applicazioni future. Questo studio fornisce dunque una nuova prospettiva per esplorare la relazione tra nutrizione, ipotalamo e depressione.
- A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.
Consigliati in questo sito
La vitamina B6 ad alto dosaggio per la bioterapia di ansia e depressione: cosa ha trovato la scienza? (28/07/2022)
Acido lattico: il metabolita che stanca i muscoli ma toglie via la depressione dal cervello (03/06/2021)
Acetil-carnitina: il marker insospettato della depressione (07/08/2018)
Depressione: c’è meno arginina disponibile e il cervello soffre (09/03/2018)
Dieta DASH: al di là della pressione alta, farebbe bene alla depressione (12/02/2018)
Pubblicazioni scientifiche
Yuan F, Wu S et al. Life Metab 2023; 2(1):load004
Sato S et al. Eur J Neurosci. 2023; 57(6):1018-32.
Cao B, Deng R et al. Medicine. 2020; 99:e21068.
Fan M, Gao X et al. Front Psych 2021; 12:686973.
Ali-Sisto T et al. J Affect Disord. 2018; 229:145–51.
Rotroff D, Corum D et al. Transl Psych. 2016; 6:e894.