Fattore neurotrofico cerebrale
Il fattore neurotrofico cerebrale, o BDNF (brain-derived neurotrophic factor), o abrineurina, è una proteina che, nell'uomo, è codificata dal gene BDNF. Il BDNF è un membro della famiglia dei fattori di crescita delle neurotrofine, ed è stato isolato per la prima volta dal cervello di maiale nel 1982 da Yves-Alain Barde e Hans Thoenen. Da un punto di vista storico, è stato il secondo fattore neurotrofico a essere caratterizzato, dopo il fattore di crescita nervosa.
Funzione
Il BDNF agisce su alcuni neuroni del sistema nervoso centrale e del sistema nervoso periferico, aiutando a sostenere la sopravvivenza dei neuroni esistenti e incoraggiando la crescita e la differenziazione di nuovi neuroni e sinapsi. Nel cervello è attivo nell'ippocampo, nella corteccia e nel prosencefalo, aree vitali per l'apprendimento, la memoria e il pensiero. Il BDNF è espresso anche nella retina, nei reni, nella prostata, nei motoneuroni, nei muscoli scheletrici e si trova anche nella saliva.
Lo stesso BDNF è importante per la memoria a lungo termine. Sebbene la stragrande maggioranza dei neuroni nel cervello dei mammiferi si formi prenatalmente, parti del cervello adulto mantengono la capacità di far crescere nuovi neuroni dalle cellule staminali neurali attraverso un processo noto come neurogenesi. Le neurotrofine sono proteine che aiutano a stimolare e controllare la neurogenesi, essendo BDNF una delle più attive. I topi nati senza la capacità di sintetizzare il BDNF soffrono di difetti dello sviluppo nel cervello e nel sistema nervoso sensoriale e di solito muoiono subito dopo la nascita, suggerendo che il BDNF giochi un ruolo importante nel normale sviluppo neurale. Altre importanti neurotrofine strutturalmente correlate al BDNF includono NT-3, NT-4 e NGF.
Il BDNF è prodotto nel reticolo endoplasmatico e secreto dalle vescicole a nucleo denso. Si lega alla carbossipeptidasi E (CPE) e la rottura di questo legame è stata proposta come causa della perdita di smistamento del BDNF in vescicole a nucleo denso. Il fenotipo per i topi knockout per BDNF può essere grave, inclusa la letalità postnatale. Altri tratti includono perdite di neuroni sensoriali che influenzano la coordinazione, l'equilibrio, l'udito, il gusto e la respirazione. I topi knockout mostrano anche anomalie cerebellari e un aumento del numero di neuroni simpatici.
Alcuni tipi di esercizio fisico hanno dimostrato di aumentare notevolmente la sintesi di BDNF nel cervello umano, in parte responsabile della neurogenesi indotta dall'esercizio e dei miglioramenti nella funzione cognitiva. La niacina sembra sovraregolare anche l'espressione del recettore BDNF e della tropomiosina chinasi B (TrkB).
Legami con patologie
Vari studi hanno mostrato possibili collegamenti tra BDNF e diverse condizioni patologiche, come la depressione,schizofrenia,disturbo ossessivo-compulsivo,morbo di Alzheimer,malattia di Huntington,sindrome di Rett, e demenza, così come anoressia nervosa e bulimia nervosa. Livelli aumentati di BDNF possono indurre un cambiamento in uno stato di ricompensa simile a dipendenza da oppiacei quando espresso nell'area tegmentale ventrale nei ratti.
In uno studio sui ratti, si è visto che livelli aumentati di BDNF possono indurre una modifica a uno stato di ricompensa del tipo oppioide-dipendente, quando espressi nell'area tegmentale ventrale dell'encefalo.