Come il BPA agisce sulla memoria di femmine di topo
ROBERTO COLONNA
NOTE
E NOTIZIE - Anno XIII – 28 febbraio 2015.
Testi pubblicati sul sito
www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind
& Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a
fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta
settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in
corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento è oggetto di
studio dei soci componenti lo staff dei
recensori della Commissione Scientifica
della Società.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]
Gli effetti degli ormoni steroidi sessuali sulla memoria sono noti, e si conosce l’azione degli estrogeni sui neuroni dell’ippocampo, ma ancora non si conoscono i meccanismi mediante i quali il bisfenolo A (BPA) interferisce con gli ormoni femminili nella modulazione delle funzioni cerebrali.
Xiaohong Xu, Ting Gu e Qiaoqiao Shen si sono proposti il fine di studiare gli effetti del BPA sulle prestazioni cognitive legate alla memoria e sulle modificazioni sinaptiche nei neuroni dell’ippocampo di femmine di topo, ai differenti tassi di estrogeni ematici corrispondenti alle diverse fasi del ciclo mestruale e in assenza di estrogeni. Lo studio ha impiegato le prove di memoria comportamentale quale riferimento per gli effetti fisiologici, ma è stato prevalentemente focalizzato sull’indagine delle modificazioni sinaptiche molecolari di interesse neurochimico.
(Xu X., et al., Different
effect of bisphenol-A on memory behavior and synaptic modification in intact
and estrogen-deprived female mice.
Journal of Neurochemistry 132 (5): 572-582,
2015).
I tre autori provengono dal
Chemistry and Life Sciences College, Zhejiang Normal University, Jinhua (Cina).
Gli effetti degli estrogeni sui processi cognitivi dei mammiferi costituiscono un campo di studi che promette una futura espansione, verosimilmente anche a motivo della recente definizione di nuovi modelli sperimentali più prossimi dei roditori alla nostra specie[1]. Come è noto, si conoscono effetti positivi sul cervello femminile, ma anche effetti negativi, che si riducono durante la gravidanza, fisiologicamente dominata dal progesterone, cui si è ipoteticamente attribuito in passato gran parte del merito delle migliori prestazioni cognitive delle topine gravide[2]. Il bisfenolo A (BPA), un componente di resine policarbonate ed epossiche, è noto soprattutto per effetti negativi sul sistema nervoso centrale, e in particolare su memoria e apprendimento, che hanno indotto a studiarne l’impatto sul prodotto del concepimento in femmine di ratto gravide[3].
Gli esperimenti di Xu, Gu e Shen sono stati condotti su femmine di topo in condizioni di integrità fisiologica e su topine ovariectomizzate e, dunque, virtualmente prive di estrogeni naturalmente prodotti dall’organismo. L’esposizione al BPA è stata protratta per circa due mesi (8 settimane), un tempo significativo in rapporto alla fisiologia murina, e dosata secondo le esperienze maturate in precedenti studi (40, 400 μg/kg/die). Questo trattamento, nelle topine con funzione ovarica integra, non ha causato effetti significativi sulla memoria spaziale e sul test basato sul compito di evitamento passivo. Al contrario, ha prodotto un effetto positivo, riducendo in modo significativo l’handicap di memoria da deficit di estrogeni delle femmine ovariectomizzate.
Per verificare questo effetto, paragonabile all’azione terapeutica sul deficit di memoria da ovariectomia esercitata dalla somministrazione di estrogeni, i ricercatori hanno esposto le topine prive di ovaie all’estradiolo benzoato (EB) ed al BPA contemporaneamente, in tal modo verificando l’eventuale sommarsi degli effetti dell’ormonoterapia estrogenica e del bisfenolo. L’esperimento ha dimostrato che il BPA riduceva i normali effetti terapeutici dell’estradiolo sulle prestazioni di memoria delle femmine ovariectomizzate, suggerendo ipotesi farmacodinamiche per questo esito.
I ricercatori hanno analiticamente valutato gli effetti del BPA sulla struttura delle sinapsi dei neuroni ippocampali, che costituiscono la base cellulare riconosciuta delle prestazioni di memoria valutate mediante test comportamentali. I risultati delle misurazioni morfometriche hanno mostrato che il BPA modificava positivamente la costituzione strutturale dell’interfaccia sinaptica ed aumentava la densità sinaptica nei neuroni piramidali della regione CA1 dell’ippocampo delle femmine di topo ovariectomizzate. L’analisi morfometrica ha anche evidenziato che il BPA inibiva i miglioramenti strutturali delle sinapsi, normalmente indotti dagli estrogeni e in questi esperimenti prodotti dall’EB, ed anche la sinaptogenesi da estrogeni.
Particolarmente interessante lo studio dell’espressione di proteine di fondamentale importanza per la trasmissione sinaptica. Il BPA determinava una up-regulation delle proteine sinaptiche sinapsina I e PSD-95, e dei recettori per il glutammato NMDA caratterizzati in termini di subunità come NR2B. Coerentemente con i rilievi strutturali e le prestazioni comportamentali agli esperimenti di memoria, si è rilevato che il BPA inibiva l’incremento, normalmente indotto dal trattamento con EB delle topine ovariectomizzate, di PSD-95 e di NR2B nelle sinapsi dell’ippocampo.
Queste evidenze sperimentali, insieme con tutti gli altri dati per il cui dettaglio si rimanda al testo del lavoro originale, indicano chiaramente un’interferenza del BPA con la normale regolazione estrogenica della plasticità sinaptica dei neuroni dell’ippocampo, e conseguentemente con la memoria, in virtù della sua proprietà di potente estrogeno-mimetico che è in grado anche di esercitare un’azione che antagonizza gli effetti cognitivi positivi degli estrogeni nelle varie concentrazioni che si determinano durante il ciclo mestruale.
L’autore della nota invita alla
lettura delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE
E NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).
[1] Lacreuse A., et al., J Neuroendocrinol. 26 (5): 296-309, 2014 [il modello proposto è la scimmia del Nuovo Mondo detta marmoset (Callithrix jaccus)].
[2] In proposito si suggerisce di consultare le nostre “NOTE E NOTIZIE” per recensioni di lavori che hanno fornito contributi interessanti su questo argomento, incluso lo studio che per primo ha individuato cellule del feto che entrano nel cervello della madre.
[3] Una riduzione di memoria e apprendimento è stata rilevata in ratti nati da madri esposte a BPA durante la gravidanza, e l’effetto è stato attribuito ad alterazione della plasticità sinaptica, cfr. Wang C., et al., Toxicology 322: 51-60, 2014.