Ricerche

Schema del piano sagittale medio del cranio e del cervello del topo. Il percorso del flusso dI liquido cerebrospinale (frecce blu) scorre intorno al cervello e al midollo spinale. Il liquido cerebrospinale è drenato dal cervello e passa nella cavità nasale attraverso una piastra ossea chiamata 'piastra cribriforma'. (Fonte: Patrick Drew)

Si sta formando consenso sul fatto che l'inquinamento atmosferico può causare malattie neurologiche come il morbo di Alzheimer (MA) e il morbo di Parkinson (MP), ma è ancora senza risposta la questione di quanto le particelle fini e fuligginose causino problemi nel cervello.

Ora una squadra di ricercatori della Penn State, usando i topi, ha trovato un modo possibile, ma sono ancora necessarie ulteriori ricerche. I ricercatori hanno esaminato il modo in cui il liquido cerebrospinale, il liquido che scorre intorno al cervello e al midollo spinale, fluisce attraverso il naso e cosa succede quando il flusso di liquido si interrompe.

"Negli ultimi 5 anni c'è stato grande interesse a capire il movimento del fluido cerebrospinale", ha detto Patrick Drew, professore associato di Ingegneria, Scienza e Meccanica, Neurochirurgia e Ingegneria Biomedica. "E' sempre più chiaro che non solo attutisce il cervello, ma può anche trasferire elementi fuori dal cervello e dalla colonna vertebrale".

La domanda, tuttavia, è come fa il liquido cerebrospinale (CSF, cerebrospinal fluid) a lasciare l'area chiusa del cervello e della colonna vertebrale e dove va? La ricerca su vecchi studi scientifici ha indicato che alcuni scienziati hanno ipotizzato che una via d'uscita è il naso.

"Stavo cercando di marcare il liquido cerebrospinale con una tintura per un altro esperimento", ha detto Jordan N. Norwood, dottorando in biologia cellulare e dello sviluppo e studente di Drew. "Abbiamo iniziato a vedere fuoriuscire questo liquido cerebrospinale tinto attraverso il naso".

Altre ricerche su vecchi studi hanno mostrato che non solo altri avevano suggerito che il liquido cerebrospinale passa attraverso il naso, ma che c'è una connessione con il senso dell'olfatto. I ricercatori hanno anche scoperto che esiste una lunga connessione tra la perdita dell'olfatto e l'inizio di malattie neurologiche come il MA e il MP.

Usando l'ablazione chimica, i ricercatori hanno distrutto i nervi sensoriali olfattivi che arrivano al palato duro del topo. La distruzione di questi nervi provoca la perdita dell'olfatto, ma ferma anche il flusso del liquido cerebrospinale: "I topi sembrano normali dopo aver usato solfato di zinco per ablare i nervi nel naso", ha detto Drew.

Poiché il flusso di liquido dal naso si era fermato, i ricercatori hanno verificato se era aumentata la pressione nel cervello e nel midollo spinale: "Gli animali e le persone creano costantemente CSF, quindi, se non esce, la pressione aumenterà", ha affermato Drew. "Ma abbiamo scoperto che la pressione non era aumentata dopo che il flusso dal naso si era fermato".

I ricercatori ritengono che qualche altro percorso possa aumentare il flusso di CSF, per compensare ciò che normalmente uscirebbe attraverso il naso. Questi altri percorsi potrebbero includere quelli attorno al cervello che scorrono nel sistema linfatico. Un'altra possibilità è che la produzione di CSF diminuisca in risposta all'arresto del flusso di liquido cerebrospinale attraverso il naso.

I ricercatori suggeriscono in un recente numero di eLife, "che il danneggiamento dei neuroni sensoriali olfattivi (come quelli causati dall'inquinamento atmosferico) potrebbe contribuire all'alterazione del ricambio e del flusso del CSF, fornendo un potenziale meccanismo per le malattie neurologiche".

Essi affermano inoltre che "il ricambio ridotto di CSF può essere un fattore che contribuisce all'aumento di metaboliti tossici e proteine ​​che causano disturbi neurodegenerativi". Sia gli effetti dell'inquinamento che quelli del calo di ricambio del CSF potrebbero spiegare l'origine di alcune di queste malattie.

Norwood ha detto: "Con l'ablazione dei neuroni, siamo riusciti a interrompere e disabilitare il flusso nel naso. Le persone che vivono in zone con un forte inquinamento atmosferico possono respirare cose che fanno la stessa cosa dei nostri esperimenti. In seguito vorremmo collaborare con un laboratorio nell'Istituto Ricerca sui Materiali che sta lavorando con particelle di fuliggine o di carburante per jet per vedere se otteniamo lo stesso effetto".