Boala Alzheimer este cea mai frecventă formă de demenţă, dar cauza sa rămâne încă necunoscută. Maladia se caracterizează prin neurodegenerare, cu agregare în creier a unor proteine toxice amiloid-beta şi tau. Cu toate acestea, recent, rolurile vasculaturii şi ale unităţii neurovasculare sunt evidenţiate ca fiind importante pentru evoluţia bolii. În special, cercetătorii au constatat că există o densitate microvasculară redusă şi o expresie modificată a genelor în celulele vasculare şi gliale. Modificările structurale au un impact natural asupra funcţionării unităţii neurovasculare, iar obiectivul studiului a fost de a cuantifica neinvaziv modificările corespunzătoare.
O cercetara condusă de Universitatea Lancaster prezintă dovezi clare ale schimbărilor în dinamica oxigenării creierului în boala Alzheimer, susţinând astfel sugestiile conform cărora schimbările vasculare contribuie la neurodegenerare.
Potrivit studiului, dinamica oxigenării creierului relevă o putere şi o coordonare reduse, în special în intervalele de frecvenţă care sunt asociate cu vasomoţia. Acest lucru ar putea duce la reducerea aportului de oxigen la nivelul creierului, ceea ce ar putea afecta producţia de ATP şi ar putea reduce eliminarea beta-amiloidului.
„Se poate presupune că Alzheimer este un rezultat al faptului că creierul nu este hrănit în mod corespunzător prin vasele de sânge (sistemul vascular)", a declarat într-un comunicat autorul principal, prof. Aneta Stefanovska de la Universitatea Lancaster.
Aceste modificări ale dinamicii neurovasculare au potenţial pentru diagnosticarea precoce, ca marker al progresiei bolii şi pentru evaluarea efectului intervenţiilor.
Sistemul vascular şi creierul lucrează împreună pentru a se asigura că creierul primeşte suficientă energie", adaugă dr. Bernard Meglič, coordonatorul clinic al studiului, de la Centrul Medical al Universităţii din Ljubljana (Slovenia). „De fapt, creierul are nevoie de până la 20 % din consumul global de energie al organismului, în ciuda faptului că contribuie doar cu aproximativ 2 % din greutatea corpului”, explică acesta.
„Unitatea neurovasculară” (NVU) constă în vascularizaţia conectată prin intermediul celulelor cerebrale numite astrocite la neuroni şi asigură succesul acestei cooperări.
Pentru a evalua funcţia NVU, cercetătorii au combinat măsurători neinvazive ale fluxului sanguin cerebral şi ale activităţii electrice cu noi metode de analiză dezvoltate de grupul de fizică neliniară şi biomedicală din Lancaster. Ei au măsurat activitatea electrică şi oxigenarea creierului folosind senzori electrici şi optici aplicaţi pe scalp, în timp ce o electrocardiogramă (ECG) măsura ritmul cardiac, iar o curea înfăşurată în jurul pieptului participantului măsura respiraţia.
Măsurarea simultană a oxigenării sângelui, a activităţii electrice a creierului, a respiraţiei şi a activităţii electrice a inimii a permis cercetătorilor să capteze ritmurile fiziologice şi sincronizarea lor imperfectă. Funcţionarea eficientă a creierului depinde de cât de bine sunt orchestrate toate aceste ritmuri. Pentru a evalua eficienţa NVU, atât puterea, cât şi coordonarea acestor ritmuri au fost evaluate prin calcularea „puterii” şi a „coerenţei fazelor” acestora cu ajutorul unor algoritmi matematici.
Cercetătorii au constatat că media ritmului respirator a fost de aproximativ 13 respiraţii pe minut pentru grupul de control şi de aproximativ 17 respiraţii pe minut pentru grupul bolnav de Alzheimer.
„Destul de neaşteptat, am detectat, de asemenea, că frecvenţa respiratorie în repaus este semnificativ mai mare la subiecţii cu boala Alzheimer, ceea ce este o descoperire interesantă - în opinia mea, una revoluţionară - care poate deschide o lume cu totul nouă în studiul bolii Alzheimer. Cel mai probabil, aceasta reflectă o inflamaţie, poate în creier, care, odată detectată, poate fi probabil tratată, iar stările grave de Alzheimer ar putea fi prevenite în viitor”, a precizat prof. Stefanovska.
„Având în vedere rezultatele dezamăgitoare ale studiilor de medicamente centrate pe proteine, vasculatura şi unitatea neurovasculară sunt ţinte promiţătoare pentru viitoarele tratamente ale bolii Alzheimer”, a completat dr. Meglič.
„Prezentăm aici rezultate clare ale abordării noastre şi modul în care boala Alzheimer poate fi detectată simplu, neinvaziv şi ieftin. Metoda are un mare potenţial şi discutăm despre posibilităţile de a crea o companie spin-out sau start-up pentru a continua cercetările”, a mai spus prof. Stefanovska.
Studiul a fost publicat luni, în revista Brain Communications.
