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Il Ruolo del pH del Cervello nella Malattia di Alzheimer

La ricerca mette in luce il legame tra un pH cerebrale più basso e la progressione dell'Alzheimer.

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La malattia di Alzheimer (AD) è un disturbo cerebrale comune che colpisce molte persone in tutto il mondo. È uno dei principali problemi di salute del nostro tempo. Questa condizione porta a un declino della memoria e delle abilità di pensiero, rendendo la vita quotidiana difficile per le persone e le loro famiglie.

Fattori genetici nella malattia di Alzheimer

Le ricerche dimostrano che la genetica gioca un ruolo importante nell'AD. Molti studi hanno trovato che diversi geni possono influenzare la probabilità di sviluppare questa malattia. Uno dei fattori di rischio genetico più significativi è una forma specifica di un gene chiamato apolipoproteina E (APOE). Le persone che hanno una particolare versione di questo gene, conosciuta come allele ε4, hanno maggiori probabilità di sviluppare il tipo comune di Alzheimer, che di solito si verifica più avanti nella vita.

Nonostante il forte legame con la malattia, l'APOE non sembra influenzare la velocità con cui la malattia peggiora una volta iniziata. Molti altri elementi possono contribuire a come l'Alzheimer progredisce in una persona.

Il ruolo del PH nel cervello

Un fattore che ha attirato l'attenzione è il livello di pH nel cervello. Il pH si riferisce a quanto una sostanza è acida o basica. Un pH basso (più acido) nel cervello potrebbe peggiorare l'accumulo di alcune proteine dannose, come le proteine amiloidi-β e TAU. Queste proteine sono note per causare danni nell'Alzheimer.

La ricerca sui livelli di pH nei cervelli delle persone con Alzheimer è stata piuttosto limitata e i risultati sono variati. Alcuni studi dopo la morte dei pazienti hanno trovato che quelli con Alzheimer avevano un pH più basso nei loro cervelli rispetto alle persone senza Alzheimer. Tuttavia, altri studi che utilizzano una tecnica chiamata spettroscopia di risonanza magnetica (MRS) hanno trovato risultati contrastanti riguardo ai livelli di pH in diverse aree del cervello.

Nessuno studio finora ha collegato chiaramente i livelli di pH del cervello con la progressione dell'Alzheimer, in particolare in relazione a un metodo chiamato stadio di Braak, che è un modo per valutare la gravità della malattia in base alla presenza di specifici cambiamenti cerebrali.

Confronti con altre condizioni di salute mentale

Livelli di pH cerebrale più bassi sono stati osservati in altre condizioni come la schizofrenia e il disturbo bipolare. La ricerca in questi settori suggerisce che una diminuzione del pH cerebrale è correlata all'aumento dei livelli di Lattato, una sostanza prodotta quando le cellule rompono lo zucchero per ottenere energia. Questo può succedere a causa di problemi su come viene prodotta energia nel cervello o da cellule cerebrali iperattive.

Curiosamente, livelli elevati di lattato sono stati osservati anche nelle persone con Alzheimer, suggerendo cambiamenti metabolici simili in vari disturbi di salute mentale e neurodegenerativi.

Lo studio attuale

Data l'informazione limitata e a volte contrastante sui livelli di pH nell'Alzheimer, un nuovo studio ha mirato a rivedere e analizzare i dati disponibili sui livelli di pH nei cervelli e nel liquido cerebrospinale (CSF) dei pazienti con Alzheimer rispetto a quelli senza la malattia. I ricercatori hanno raccolto dati da fonti pubblicamente disponibili, concentrandosi su dettagli come età, sesso e genotipo APOE (il fattore di rischio genetico).

I ricercatori hanno esaminato molti studi e selezionato quelli che fornivano i dati più rilevanti, assicurandosi di includere solo dati umani e di non avere campioni sovrapposti da studi diversi.

Risultati sui pH cerebrale e del CSF

Dalla loro analisi, hanno scoperto che un certo numero di studi mostrava che le persone con Alzheimer avevano costantemente livelli di pH più bassi nei loro cervelli e CSF rispetto agli individui sani. Questo suggerisce che livelli di pH più bassi sono associati alla malattia di Alzheimer.

Inoltre, hanno esaminato se i livelli di pH nel cervello correlassero con lo stadio di Braak, che indica quanto è grave la malattia. Hanno trovato che, in molti casi, un pH cerebrale più basso era legato a stadi di Braak più alti, il che significa che man mano che l'Alzheimer progredisce, i livelli di pH tendono a diminuire.

Lo studio ha anche indicato che i livelli di pH cerebrale erano negativamente correlati con altre misure di gravità della malattia, suggerendo un modello in cui una diminuzione del pH potrebbe essere legata a un maggior deterioramento della funzione cerebrale.

Il ruolo del genotipo APOE

Un altro aspetto interessante dello studio era come il pH cerebrale potesse aiutare a identificare gli individui con Alzheimer, specialmente quando si guarda al genotipo APOEε4. Anche se questo fattore di rischio genetico non cambia i livelli di pH cerebrale, la combinazione di pH e stato APOE potrebbe aiutare a distinguere i pazienti di Alzheimer dai controlli sani.

Quando i ricercatori hanno analizzato questi dati, hanno scoperto che combinare il livello di pH con lo stato APOE migliorava l'accuratezza nell'identificare i pazienti di Alzheimer.

La connessione tra pH, lattato e attività cerebrale

Una teoria dietro la diminuzione osservata del pH è legata all'iperattività delle cellule cerebrali. Questa iperattività può portare a un aumento della produzione di lattato, conosciuto per abbassare i livelli di pH. Inoltre, l'acidità nel cervello potrebbe peggiorare i cambiamenti anomali nelle proteine tau che sono caratteristiche dell'Alzheimer.

Livelli di pH più bassi potrebbero potenzialmente essere legati a complicazioni nella funzione delle cellule cerebrali e potrebbero persino attivare vie che portano al peggioramento della condizione del tessuto cerebrale nell'Alzheimer.

Limitazioni e direzioni future

Anche se questo studio ha fornito preziose informazioni sulla relazione tra pH e malattia di Alzheimer, ha anche riconosciuto delle limitazioni. Altri fattori, come le condizioni di salute prima della morte, potrebbero influenzare i livelli di pH postmortem. Ad esempio, come è stata ossigenata il sangue di una persona o altri cambiamenti biologici durante i suoi ultimi giorni potrebbero anche giocare un ruolo nella misurazione del pH.

Ulteriori ricerche, inclusi studi che utilizzano modelli animali, potrebbero aiutare a chiarire gli impatti diretti delle variazioni di pH sull'Alzheimer. Questi studi possono aiutare a confermare il legame tra la diminuzione del pH cerebrale e la malattia senza le complicazioni riscontrate negli studi umani.

Conclusione

In generale, lo studio indica che le persone con Alzheimer hanno livelli di pH più bassi nei loro cervelli e CSF rispetto a quelli senza la malattia. Questa diminuzione del pH sembra avvenire indipendentemente dal fatto che abbiano o meno il fattore di rischio genetico APOEε4.

I risultati suggeriscono che i cambiamenti nel pH cerebrale potrebbero essere strettamente legati a ciò che sta accadendo nel cervello mentre l'Alzheimer progredisce. Continuare a indagare queste relazioni può aiutare a sviluppare migliori strategie per diagnosticare e trattare la malattia di Alzheimer in futuro.

Fonte originale

Titolo: Decreased brain pH correlated with progression of Alzheimer's disease neuropathology: a systematic review and meta-analyses of postmortem studies

Estratto: BackgroundAltered brain energy metabolism is implicated in Alzheimers disease (AD). Limited and conflicting studies on brain pH changes, indicative of metabolic alterations associated with neural activity, warrant a comprehensive investigation into their relevance in this neurodegenerative condition. Furthermore, the relationship between these pH changes and established AD neuropathological evaluations, such as Braak staging, remains unexplored. MethodsWe conducted quantitative meta-analyses on postmortem brain and cerebrospinal fluid pH in patients with AD and non-AD controls, using publicly available demographic data. We collected raw pH data from studies in the NCBI GEO, PubMed, and Google Scholar databases. ResultsOur analysis of 17 datasets (457 patients and 315 controls) using a random-effects model showed a significant decrease in brain and cerebrospinal fluid pH in patients compared to controls (Hedges g = -0.54, p < 0.0001). This decrease remained significant after considering postmortem interval, age at death, and sex. Notably, pH levels were negatively correlated with Braak stage, indicated by the random-effects model of correlation coefficients from 15 datasets (292 patients and 159 controls) (adjusted r = -0.26, p < 0.0001). Furthermore, brain pH enhanced the discriminative power of the APOE{varepsilon}4 allele, the most prevalent risk gene for AD, in distinguishing patients from controls in a meta-analysis of four combined datasets (95 patients and 87 controls). ConclusionsThe significant decrease in brain pH in AD underlines its potential role in disease progression and diagnosis. This decrease, potentially reflecting neural hyperexcitation, could enhance our understanding of neurodegenerative pathology and aid in developing diagnostic strategies.

Autori: Tsuyoshi Miyakawa, H. Hagihara

Ultimo aggiornamento: 2024-05-02 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.04.30.24306603

Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.04.30.24306603.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia medrxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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