I fattori neurotrofici, detti anche neurotrofine (NT), sono una serie di proteine che fungono da fattori di crescita. Questi fattori di crescita promuovono la sopravvivenza e sviluppo di nuovi futuri neuroni e la loro rigenerazione. I fattori neurotrofici dunque promuovono la neurotrofia o neurotrofismo (inglese: neurotrophism) o trofismo neuronale, cioè la conservazione della crescita del cervello attraverso la promozione dello sviluppo e differenziazione delle cellule staminali neurali (nuove cellule che nascono nel cervello anche degli adulti) in neuroblasti, i precursori dei neuroni. Questo processo è detto "neuritogenesi", è una componente essenziale nella definizione della neurotrofia e si affianca alla neurogenesi, cioè alla proliferazione di nuove cellule progenitrici nelle zone neurogeniche del cervello (giro dentato nella formazione ippocampale e zona subventricolare). La neurotrofia e neurogenesi si affiancano infine alla sinaptogenesi (nascita di nuove sinapsi), angiogenesi (sviluppo di nuovi vasi sanguigni a partire da quelli pre-esistenti) e neuroprotezione (adozione di misure per contrastare o prevenire le malattie neurodegenerative e dunque proteggere i neuroni già formati).
I fattori neurotrofici sono oggetto di ricerca in quanto sono una potenziale soluzione per combattere malattie neurodegenerative come la malattia di Alzheimer, la malattia di Parkinson e la malattia di Huntington insieme alle lesioni cerebrali e spinali, dunque malattie e incidenti in cui il cervello viene danneggiato.
I fattori neurotrofici I fattori neurotrofici (cioè delle proteine che mandano segnali) nel corso dei decenni sono stati identificati e classificati. I principali, che talvolta hanno una sigla derivata dal nome in inglese, sono:
il fattore di crescita nervosa (Nerve Growth Factor, NGF) il fattore neurotrofico derivato dal cervello (Brain-Derived Neurotrophic Factor, BDNF) la neurotrofina-3 (NT-3) la neurotrofina-4 (NT-4), detta "neurotrofina-5 (NT-5)" nei topi oppure detta "neurotrofina-4/5" (NT-4/5) quando non si opera la distinzione i fattori neurotrofici derivati della linea gliale (Glial cell Derived Neurotrophic Factors, GDNF) le citochine neuropoietiche (neuropoietic cytokines) il fattore neurotrofico ciliare (Ciliary Neurotrophic Factor, CNTF) il fattore inibitorio della leucemia (leukemia inhibitory factor) la neurotrofina-6 (NT-6), presente solo in alcuni animali la neurotrofina-7 (NT-7), presente solo in alcuni animali I fattori neurotrofici, in base agli studi sugli animali, hanno la capacità di attraversare la barriera emato-encefalica, cioè l'insieme di anticorpi che fanno da guardia al cervello.
Esperimenti sull'incremento della neurotrofia
I fattori neurotrofici si possono aumentare anche con strategie che non si basano sull'uso di farmaci sintetici, infezioni virali o trapianti e dunque su pratiche laboratoriali invasive. Infatti, lo stile di vita (i.e., abitudini, dieta e eventuale uso di integratori alimentari) è anch'esso determinante nell'incremento dei fattori neurotrofici come anche nell'incremento della neurogenesi nelle zone neurogeniche dell'encefalo e nella promozione della neuroplasticità (in particolare la plasticità sinaptica). Gli integratori alimentari si assumono in caso di carenza di un nutriente in particolare e possono avere controindicazioni se assunti oltre la dose giornaliera consigliata; i danni sono più forti nel caso di donne incinte e bambini. L'assunzione di alcuni integratori e sostanze può interferire con i farmaci e le proprie patologie pregresse (e.g., le sostanze che hanno anche effetti immunostimolanti possono peggiorare una malattia autoimmune). La biodisponibilità delle sostanze è influenzata da eventuali antagonismi (e.g., il ferro con il calcio), dall'eventuale unione con grassi (liposolubilità VS idrosolubilità), dal tipo di forma assunta (e.g., metilcobalamina VS cianocobalamina nel caso della vitamina B12), dalla modalità di assunzione (e.g., orale VS sublinguale) e dalla protezione dall'ossidazione (e.g., la quercetina protegge i grassi insaturi Omega-3 animali dall'ossidazione).
Alcune strategie che incrementano la neurotrofia e alcuni cibi specifici che aumentano i fattori neurotrofici (o neurotrofine) nel plasma e riducono le conseguenze di danni neurali nel sistema nervoso centrale sono stati proposti attraverso gli esperimenti in particolare sui ratti da laboratorio osservati in vivo e su cellule nervose coltivate in vitro; siccome la fisiologia e dimensioni non sono identiche a quella di Homo Sapiens, tuttavia non tutti i risultati potrebbero subire un transfer positivo sul corpo umano, per cui si rendono necessari ulteriori studi su soggetti umani a doppio cieco e con un gruppo di controllo. Alcuni dei risultati preliminari sono:
una dieta a base di cibi non raffinati e dunque integrali in contrapposizione a quelli raffinati (e.g., farinacei a cui è stata tolta la fibra): i cibi integrali riducono le conseguenze di danni neurali. In particolare, una ricerca ha evidenziato come i livelli di BDNF nel plasma siano aumentati già dopo 3 giorni a seguito del consumo di un pane di segale integrale in paragone a un gruppo di controllo che ha consumato pane di farina raffinata/bianca. Per la precisione, secondo lo studio in questione, pane di segale integrale mangiato per tre sere di fila in primis aveva l'effetto di incrementare la sazietà, la tolleranza al glucosio e la fermentazione intestinale in un gruppo di soggetti umani sani. Dopodiché, ha anche aumentato i livelli nelle feci di due particolare generi di batteri della flora batterica intestinale, il Faecalibacterium e la Prevotella; il secondo, in particolare, ha mostrato una correlazione positiva a un incremento dei livelli di BDNF nel plasma sanguigno. Questo fenomeno non è avvenuto con il consumo di pane di farina raffinata (farina bianca). Il consumo di alimenti contenenti il genere Prevotella potrebbe prevenire i processi neurodegenerativi. Un ulteriore studio ha dimostrato come il consumo serale di pane di segale integrale (dunque non raffinata) ha aumentato i livelli di BDNF in soggetti sani già dopo 10,5 ore dal consumo, cioè il mattino seguente. Rispetto al consumo di pane bianco, il pane di segale integrale aumentano il BDNF del 27%. La misurazione è stata effettuata a digiuno per evitare risultati falsati l'apprendimento è correlato a una maggiore espressione di GNF nel cervello gli acidi grassi di tipo Omega-3, in particolare il DHA (acido docosaesaenoico), che compone le membrane neuronali nei siti di trasduzione delle sinapsi. La formazione di nuove membrane neuronali è un passo essenziale nella riparazione di circuiti neurali danneggiati e a seguito di lesioni del midollo spinale. Inoltre, riducono lo stress ossidativo e aiutano i sistemi molecolari che promuovono l'omeostasi energetica. Una dieta che include olio di pesce lunga 3 settimane ripristina le funzioni cognitive e la plasticità neurale nei ratti colpiti da lesioni nel sistema nervoso centrale. Tuttavia, la somministrazione di Omega-3 animale a soggetti depressi per 8 settimane, obesi per 12 settimane e diabetici per 12 settimane non ha mostrato nessun incremento del fattore BDNF. Gli Omega-3 sono reperibili in semi oleosi nella tipologia vegetale (e.g., semi di lino e semi di chia macinati appena prima del consumo) che in pesci grassi nelle loro due tipologie animali (e.g., salmone, olio di pesce e olio di fegato di merluzzo); il DHA è di tipo animale. Gli Omega-3 hanno anche effetti neurogenici, per cui combinano la neurogenesi e la neurotrofia, cioè sia la genesi/proliferazione di nuove cellule staminali neurali nelle zone neurogeniche del cervello che la loro tendenza a sopravvivere e differenziarsi in cellule gliali e neuriti (precursori dei neuroni) invece che essere soggette all'apoptosi La niacina (vitamina B3) ha effetti neurotrofici sulle cellule neuronali coltivate e osservate in vitro dei ratti siccome promuove la crescita dei neuriti, la plasticità sinaptica e l'espressione del fattore TrkB. Nello studio, la vitamina B3 è stata affiancata da un trattamento a base di lipoproteine ad alta densità (HDL o "colesterolo buono"). Una lipoproteina è una proteina accoppiata a un lipide che si occupa di assorbire i grassi della dieta, trasportarli nel sangue e metabolizzarli. Il colesterolo HDL si incrementa nel corpo consumando grassi sani come l'omega3 animale e l'olio evo e facendo sport. La vitamina B3, in base a questi risultati può avere un ruolo nel curare l'ictus. Livelli bassi di vitamina B3 sono correlati alla malattia di Parkinson. I cibi che contengono più vitamina B3 sono il fegato, i petti di pollo, la carne di maiale, la bistecca, il tonno in scatola, il tacchino, il salmone, le acciughe, le noccioline, l'avocado e il riso integrale la curcumina è un antiossidante che influenza positivamente la riparazione e manutenzione dei circuiti neurali coinvolti nell'apprendimento, memoria e movimento/locomozione. La curcumina, oltre a essere un agente antiossidante, è anche un agente antinfiammatorio e anti-amiloide siccome blocca la formazione di placche amiloidi, uno dei segnali precursori dell'Alzheimer (le placche amiloidi sono formazioni extracellulari nel cervello a base di una proteina, la betamiloide). La curcumina è reperibile nella radice di curcuma longa, da cui si produce la curcuma, e ha anche effetti neurogenici. La curcuma è anche una delle spezie alla base del curry, molto usato in particolare in India. In Asia, gli anziani sottoposti a un test sulle funzioni cognitive ha mostrato risultati migliori nella popolazione che consumava spesso il curry. Contestualmente, in India sono presenti pochi casi di Alzheimer nonostante la vasta popolazione; questo risultato, potenzialmente collegabile al consumo di curcumina, non è definitivo in primis a causa della scarsa durata dei follow-up. In un test sui ratti citato nello stesso studio, il consumo di curcumina per 3 settimane prima o dopo una lesione cerebrale ha mostrato una lenizione delle conseguenze di tale lesione siccome la sopravvivenza dei neuroni è aumentata. In base ad un altro esperimento sui ratti colpiti da ischemia e citato sempre nello stesso studio, la curcumina ha aiutato i ratti a riprendere le proprie funzioni cognitive in quanto ha prevenuto danni alla barriera ematoencefalica. La somministrazione di curcumina a soggetti affetti da depressione ha portato a un aumento del fattore BDNF dopo 6 settimane, tuttavia la somministrazione a soggetti affetti da sindrome metabolica non ha portato a nessun aumento del fattore BDNF dopo 6 settimane. La curcumina, come ogni sostanza, ha una propria biodisponibilità, cioè capacità di essere assorbita dall'organismo e permanere nel sangue prima di essere smaltita dal fegato e dall'apparato escretore. La biodisponibilità della curcumina viene aumentata se è consumata insieme alla piperina nel pepe. La varietà di pepe contenente più piperina è il pepe nero in grani.