Il glutammato è un amminoacido con funzioni molto diverse: nel pancreas, modula l’attività delle cellule ß pancreatiche responsabili della produzione di insulina, mentre nel cervello è il principale neurotrasmettitore eccitatorio.Negli ultimi anni, si è sospettato che esso possa svolgere un ruolo supplementare nel funzionamento del cervello. Scoprendo come il cervello utilizza il glutammato per produrre energia, i ricercatori dell’Università di Ginevra (UNIGE) hanno confermano questa ipotesi e sottolineano legami imprevisti del glutammato, con il resto del corpo.
A differenza di altri organi, il cervello non può attingere la sua energia dai lipidi, una risorsa ampiamente presente nel corpo. La barriera emato-encefalica, che lo protegge da agenti patogeni e tossine circolanti nel sangue, infatti limita il passaggio di questi lipidi. Inoltre, mentre la maggior parte degli organi del corpo umano hanno la capacità di immagazzinare il glucosio, aumentando la loro massa, il cervello, prigioniero delle ossa craniche, non può contare su queste variazioni di volume. Non può immagazzinare le sue risorse e dipende dallo zucchero fornito in tempo reale, dal resto del corpo. Questa distribuzione di energia è controllata dal fegato.
Pierre Maechler, Docente presso la Facoltà di Medicina dell’ UNIGE ed il suo team hanno pertanto deciso di verificare se il glutammato era davvero una fonte di energia per il cervello. A tal fine, i ricercatori hanno analizzato il ruolo dell’enzima glutammato deidrogenasi nel cervello. In forma mutante, questo enzima, codificato dal gene Glud1, è responsabile della Sindrome di iperinsulinismo congenito, una grave malattia che colpisce allo stesso tempo il pancreas, il fegato e il cervello.
Gli individui affetti da questa sindrome soffrono di disabilità intellettiva e hanno un alto rischio di epilessia. “Abbiamo soppresso il gene Glud1 nel cervello dei topi. In assenza di glutammato deidrogenasi, abbiamo osservato che il cervello non era più in grado di convertire il glutammato in energia, anche se l’aminoacido era presente nel cervello,” spiega Melis Karaca, primo autore dello studio.
Priorità al cervello
Privo dell’energia fornita dal glutammato, il cervello invia segnali al fegato per richiedere la percentuale compensativa di glucosio, a spese del resto del corpo. Questo è il motivo per cui i topi transgenici hanno anche mostrato un deficit di crescita e atrofia muscolare. “Questo dimostra chiaramente come funziona il cervello: “appena in tempo” a procurarsi le risorse energetiche essenziali per il suo corretto funzionamento,” sottolinea il professor Pierre Maechler. “Se una parte di questa energia viene a mancare, il cervello stesso si serve per primo anche se resto del corpo soffre. Il fegato deve quindi produrre più glucosio attingendo da proteine muscolari, con conseguente perdita di massa muscolare. Sapere che il cervello usa il glutammato come risorsa energetica ci permette di riflettere su altri modi per superare un deficit potenziale”.
Gli scienziati sospettano anche una correlazione tra il gene Glud1 e alcuni disturbi dello sviluppo neurologico, in particolare dell’epilessia e schizofrenia. Attualmente stanno continuando la loro sperimentazione introducendo nei topi la stessa mutazione Glud1 rilevata nei pazienti epilettici. Allo stesso tempo, un altro gruppo sta lavorando con pazienti schizofrenici per valutare il modo in cui il loro cervello utilizza il glutammato.
