Invecchiamento e la Barriera Emato-Encefalica: Idee Chiave
L'invecchiamento influisce sulla barriera emato-encefalica, influenzando la salute del cervello e il declino cognitivo.
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Indice
- Come l'Invecchiamento Influenza la Barriera Ematoencefalica
- Misurare la Funzione della Barriera Ematoencefalica
- Risultati di Studi Recenti
- Il Ruolo dell'Età e del Sesso nella Funzione della BBB
- Cambiamenti nel Flusso Sanguigno Cerebrale
- Differenze Regionali nella Funzione della BBB
- Implicazioni per la Ricerca Futuro
- Conclusione
- Fonte originale
- Link di riferimento
La barriera ematoencefalica (BBB) è una barriera speciale nel nostro corpo che separa il cervello dal sangue. È composta da cellule e strutture microscopiche che lavorano insieme per controllare cosa può entrare nel cervello. Questa barriera permette il passaggio di nutrienti importanti mentre blocca sostanze dannose, come tossine e germi, dall'entrare nel cervello. Con l’età, le ricerche mostrano che la condizione della BBB può deteriorarsi, portando a problemi cerebrali e contribuendo a varie malattie.
Come l'Invecchiamento Influenza la Barriera Ematoencefalica
Studi hanno trovato che sia negli animali che negli esseri umani la funzione della BBB diminuisce con l'età. Quando la BBB non funziona bene, può portare a danni alle cellule cerebrali ed è collegata a diversi disturbi cerebrali, come il morbo di Alzheimer, la sclerosi multipla e gli ictus. I cambiamenti nella BBB con l'età possono peggiorare se ci sono ulteriori problemi, come infiammazione o scarsa circolazione sanguigna al cervello.
È interessante notare che c'è anche una differenza nel modo in cui uomini e donne vivono questi cambiamenti. Le ricerche suggeriscono che gli ormoni, in particolare quelli legati alla biologia femminile, possono aiutare a proteggere la BBB. Ad esempio, studi su ratti ovariectomizzati (che hanno subito l’asportazione delle ovaie) hanno mostrato che senza ormoni femminili, la BBB diventava più porosa, ma ciò poteva migliorare con la terapia ormonale.
Misurare la Funzione della Barriera Ematoencefalica
Tradizionalmente, misurare quanto bene funziona la BBB negli esseri umani ha comportato metodi come le punture lombari, che possono essere scomode e avere limitazioni. Recentemente, è stata sviluppata una tecnica di risonanza magnetica non invasiva chiamata diffusion prepared pseudo-continuous arterial spin labeling (DP-pCASL). Questa tecnica permette ai ricercatori di misurare come l'acqua si muove attraverso la BBB, il che può indicare quanto bene sta funzionando la barriera.
Usando questo metodo, gli scienziati hanno scoperto che il movimento dell'acqua attraverso la BBB, noto come Kw, potrebbe fornire una comprensione migliore della salute della BBB rispetto ai metodi più vecchi. I cambiamenti in kw possono riflettere quanto bene sta funzionando la BBB e il suo rapporto con altre funzioni cerebrali, come l'efficienza nella rimozione dei rifiuti cerebrali.
Risultati di Studi Recenti
Studi recenti hanno applicato questo nuovo metodo a vari disturbi cerebrali e hanno trovato che i cambiamenti nello scambio sangue-acqua (kw) sono spesso presenti in persone con condizioni come apnea notturna, schizofrenia e Alzheimer. Questi studi suggeriscono che problemi con lo scambio d'acqua della BBB potrebbero essere legati a quanto bene il cervello riesce a eliminare i prodotti di scarto.
Con l'avanzare dell'età, kw tende a diminuire, indicando che la BBB potrebbe diventare meno efficace. Questo declino può essere collegato a un sistema di eliminazione dei rifiuti meno efficiente nel cervello, il che potrebbe rendere le persone più anziane più suscettibili al declino cognitivo.
Il Ruolo dell'Età e del Sesso nella Funzione della BBB
Recenti ricerche hanno cercato di esaminare come kw cambia con l'età e se ci sono differenze tra maschi e femmine. Un gruppo diversificato di 186 partecipanti cognitivamente sani, di età compresa tra 8 e 92 anni, è stato studiato. I risultati hanno mostrato che kw è rimasto stabile fino a circa 62 anni, quando ha iniziato a diminuire significativamente.
È interessante notare che in molte aree del cervello, gli uomini hanno mostrato un declino più pronunciato in kw con l'età rispetto alle donne. Ad esempio, in regioni cruciali per le funzioni esecutive e la memoria, gli uomini hanno mostrato una diminuzione più rapida, suggerendo che potrebbero essere a maggiore rischio di problemi cognitivi legati all'età.
Flusso Sanguigno Cerebrale
Cambiamenti nelLo studio ha anche esaminato come il flusso sanguigno al cervello cambia con l'età. È stato trovato che il flusso sanguigno cerebrale (CBF) tende a diminuire con l'età, mentre il tempo necessario affinché il sangue raggiunga il tessuto cerebrale (tempo di transito arterioso o ATT) tende ad aumentare. Gli uomini generalmente avevano ATT più lunghi e CBF più basso rispetto alle donne, indicando che il sangue potrebbe non raggiungere il cervello così rapidamente negli uomini man mano che invecchiano.
Questa consegna più lenta di sangue potrebbe essere dovuta a vari fattori, inclusi cambiamenti nei vasi sanguigni con l’avanzare dell’età. La combinazione di CBF ridotto e ATT prolungato potrebbe aumentare il rischio di disturbi cerebrali nei maschi più anziani.
Differenze Regionali nella Funzione della BBB
Utilizzando le nuove tecniche di imaging, i ricercatori sono stati in grado di vedere come kw, CBF e ATT variavano tra le diverse aree del cervello. Hanno trovato che il declino in kw era più evidente in aree specifiche, come la corteccia prefrontale e i lobi temporali. Queste aree sono importanti per funzioni come pianificazione, ragionamento e memoria.
In modo interessante, mentre l'invecchiamento influenzava kw in queste regioni, i cambiamenti in CBF e ATT erano più uniformi in tutto il cervello, mostrando che gli effetti dell'età sul flusso sanguigno potrebbero non essere così localizzati come gli effetti sulla BBB stessa.
Implicazioni per la Ricerca Futuro
I risultati suggeriscono che le tecniche di imaging non invasive possono far luce su come la BBB e il flusso sanguigno cambiano con l'età e tra i sessi. Comprendere questi schemi potrebbe aiutare nella precoce individuazione del declino cognitivo e nello sviluppo di trattamenti per i disturbi cerebrali legati all'età.
Inoltre, riconoscere che le donne potrebbero mantenere meglio certi aspetti della funzione cerebrale potrebbe portare a nuove strategie per gestire o prevenire il declino cognitivo negli uomini. La ricerca continua sarà cruciale per esplorare ulteriormente queste differenze e i meccanismi biologici sottostanti.
Conclusione
In sintesi, la barriera ematoencefalica gioca un ruolo fondamentale nella protezione del cervello, ma la sua funzione diminuisce con l'età, specialmente negli uomini. Le nuove tecniche di imaging come il DP-pCASL permettono una comprensione più profonda di questi cambiamenti nel tempo. Questa ricerca sottolinea l'importanza di studiare sia l'età che le differenze di sesso nella salute cerebrale, il che potrebbe portare a migliori strategie di prevenzione e trattamento per il declino cognitivo e i disturbi neurologici. Con la scienza che continua a indagare su queste aree, c'è speranza di sviluppare modi migliori per proteggere la salute del cervello man mano che invecchiamo.
Titolo: Age-Related Decline in Blood-Brain Barrier Function is More Pronounced in Males than Females in Parietal and Temporal Regions
Estratto: The blood-brain barrier (BBB) plays a pivotal role in protecting the central nervous system (CNS), shielding it from potential harmful entities. A natural decline of BBB function with aging has been reported in both animal and human studies, which may contribute to cognitive decline and neurodegenerative disorders. Limited data also suggest that being female may be associated with protective effects on BBB function. Here we investigated age and sex-dependent trajectories of perfusion and BBB water exchange rate (kw) across the lifespan in 186 cognitively normal participants spanning the ages of 8 to 92 years old, using a non-invasive diffusion prepared pseudo-continuous arterial spin labeling (DP-pCASL) MRI technique. We found that the pattern of BBB kw decline with aging varies across brain regions. Moreover, results from our DP-pCASL technique revealed a remarkable decline in BBB kw beginning in the early 60s, which was more pronounced in males. In addition, we observed sex differences in parietal and temporal regions. Our findings provide in vivo results demonstrating sex differences in the decline of BBB function with aging, which may serve as a foundation for future investigations into perfusion and BBB function in neurodegenerative and other brain disorders. Significance statementThe blood-brain barrier (BBB) serves as a critical protection mechanism for the CNS. A natural decline of BBB function with aging has been reported in both animal and human studies, with possible differences in BBB function by sex. Using our MRI technique, DP-pCASL that measures water exchange rate (kw) without contrast in 186 participants from diverse race and age groups, we identified age and sex-specific patterns in BBB kw especially in parietal and temporal regions. We observed of a decline in kw beginning in the early 60s, especially in males. Our study unveils the dynamic spatiotemporal pattern of kw differences with age and sex, which serve as a foundation for understanding aberrations of BBB function in neurodegenerative and other brain disorders.
Autori: Danny JJ Wang, X. Shao, Q. Shou, K. Felix, B. Ojogho, X. Jiang, B. T. Gold, M. Herting, E. L. Goldwaser, P. Kochunov, E. Hong, I. Pappas, M. Braskie, H. Kim, S. Cen, K. Jann
Ultimo aggiornamento: 2024-06-11 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.12.575463
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.12.575463.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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