Accumulo di mercurio e degenerazione dei neuroni del cervello

[cristiana]

ECCO IL VIDEO

Qui di seguito la trascrizione del video per facilitarne la comprensione a chiunque 
UNIVERSITA' DI CALGARY
FACOLTA' DI MEDICINA
E MEDIA AVANZATI PER L'APPRENDIMENTO (AML)

COME IL MERCURIO CAUSA LA DEGENERAZIONE DEI NEURONI DEL CERVELLO
F. L. LORSCHEIDER

DIPARTIMENTO DI FISIOLOGIA E BIOFISICA
FACOLTA' DI MEDICINA
UNIVERSITA' DI CALGARY

Il mercurio è stato a lungo conosciuto per essere una potente sostanza neurotossica, sia che venga inalato sia che venga consumato in una dieta come contaminante di alimenti.

Negli ultimi quindici anni laboratori di ricerca medica hanno stabilito che l'amalgama dentaria usata per le otturazioni è il maggiore contributo all'accumulo nel corpo (body burden) di mercurio.

Nel 1997 un team di ricercatori ha dimostrato che l'inalazione di vapori di mercurio da parte di animali produce una lesione molecolare nel metabolismo delle proteine nel cervello, analoga alla lesione osservata nell'80% dei cervelli di malati affetti da Alzheimer.

Esperimenti completati di recente dagli scienziati della facoltà di medicina dell'Università di Calgary rivelano, mediante l'osservazione diretta di colture di tessuto neuronale cerebrale, come gli ioni di mercurio alterino la struttura della membrana cellulare dei neuroni in sviluppo.

Per meglio capire gli effetti del mercurio sul cervello illustriamo per prima cosa come sono fatti i neuroni e come crescono.
In quest'animazione vediamo tre neuroni prelevati dal cervello e coltivati in vitro, che crescono ciascuno con un corpo cellulare centrale e numerose appendici dette neuriti (neurite processes).
Alla fine di ogni neurite c'è un cono d'emergenza (growth cone) dove sono assemblate proteine strutturali per formare una membrana cellulare.
Due principali proteine coinvolte nel funzionamento del cono d'emergenza sono l'actina, che è responsabile della messa in moto dell'impulso (pulse set in motion) così come si vede, e la tubulina, uno dei maggiori componenti strutturali della membrana del neurite.
Durante la normale crescita cellulare, le molecole di tubulina si agganciano l'una all'altra tramite le estremità, a formare microtubuli che circondano le neurofibrille, un altro componente proteico della struttura dell'assone neuronale.
Qui viene mostrato (neurite ... live?) neurone isolato dal tessuto cerebrale di una lumaca, che mostra una crescita lineare dovuta all'attività del cono d'emergenza. (In sovraimpressione.: 1sec. video = 30 sec. nella realtà).
E' importante notare che i coni di emergenza in tutte le specie animali, dalle lumache all'uomo, hanno identiche caratteristiche strutturali e comportamentali e usano proteine di identica composizione.
In questo esperimento neuroni così isolati dal tessuto cerebrale di lumaca sono stati coltivati in vitro per svariati giorni, dopo i quali concentrazioni molto basse di mercurio sono state aggiunte al medium di coltura per 20 minuti.
Per i successivi 30 minuti ed oltre, la membrana del neurite subisce una rapida degenerazione lasciandosi dietro le neurofibrille denudate, viste qui.
Al contrario, altri metalli pesanti, come alluminio, piombo, cadmio e manganese, aggiunti nella stessa concentrazione del mercurio, non hanno prodotto quest'effetto.
Per capire come il mercurio ha causato questa degenerazione torniamo alla nostra illustrazione.
Come menzionato prima, le proteine di tubulina si collegano insieme durante la normale crescita della cellula, per formare i microtubuli che supportano la struttura del neurite.
Quando ioni di mercurio vengono introdotti nel medium di coltura, essi si infiltrano nelle neo-sintetizzate molecole di tubulina e si legano ad esse.
Più nello specifico, gli ioni di mercurio si attaccano al lato (o sacca?) legante (binding) riservato al guanosintrifosfato (GTP), sulla subunità beta delle effettive molecole di tubulina.
Dal momento che il GTP legato normalmente fornisce l'energia che permette alle molecole di tubulina di legarsi l'una all'altra, gli ioni di mercurio attaccati (ai suoi lati?)impediscono alle molecole di tubulina di collegarsi insieme.
Di conseguenza, i microtubuli del neurite iniziano a disaggregarsi in libere molecole di tubulina lasciando il neurite spogliato della sua struttura di supporto.
Alla fine entrambi, il neurite in sviluppo e il suo cono d'emergenza, collassano ed alcune neurofibrille denudate formano ( ) o grovigli, come esposto qui.
Qui viene mostrata la colorazione specifica per tubulina e actina di un cono di emergenza di un neurite, prima e dopo l'esposizione al mercurio.
E' da notare che il mercurio ha causato la disintegrazione della struttura microtubulare della tubulina.
Queste nuove scoperte mostrano visualmente come il mercurio causi la degenerazione dei neuroni.

Ancora più importante, questo studio fornisce la prima diretta evidenza che l'esposizione a bassi livelli di mercurio è senz'altro un fattore accelerante (precipitating) che può dare inizio a questo processo neurodegenerativo all'interno del cervello.

Traduzione: Margherita Patrignani