Scoperta la vera funzione della materia bianca del cervello?

Nonostante rappresenti solo il 2-3% del peso totale del corpo, il cervello dei mammiferi consuma circa il 20% dell’ossigeno totale e il 25% del glucosio presenti nell’organismo. Questo sembra strano, soprattutto alla luce della bassa densità nei tessuti cerebrali di mitocondri, l’unica struttura, almeno secondo la fisiologia tradizionale, in grado di produrre energia dalla respirazione aerobica. Ma è realmente così?

Nonostante rappresenti solo il 2-3% del peso totale del corpo, il cervello dei mammiferi consuma circa il 20% dell’ossigeno totale e il 25% del glucosio presenti nell’organismo. Questo sembra strano, soprattutto alla luce della bassa densità nei tessuti cerebrali di mitocondri, l’unica struttura, almeno secondo la fisiologia tradizionale, in grado di produrre energia dalla respirazione aerobica. Ma è realmente così? I mitocondri sono l’unica fonte di energia del nostro organismo? In realtà non è proprio così…è già stato infatti dimostrato da ricercatori italiani che la produzione di energia avviene anche a livello dei dischi dei fotorecettori presenti nell’encefalo dei vertebrati (Produzione di energia e fotorecezione: l’abbinamento che non ti aspetti, notizia del 13/07/2008).

Ma questo è sufficiente? Un ulteriore studio, in corso di pubblicazione sulla rivista The International Journal of Biochemistry & Cell Biology, ancora una volta tutto italiano, avrebbe individuato un’altra fonte in grado di produrre ATP utilizzando l’ossigeno nel cervello animale. Il tessuto in questione, estremamente abbondante nelle strutture cerebrali, è la mielina (o materia bianca), che si organizza nella cosiddetta guaina mielinica, una struttura multilamellare lipidica con funzioni isolanti formata dagli oligondendrociti (o cellule gliali), che avvolge gli assoni dei neuroni. In questo modo, costituendo la fibra nervosa, facilita e velocizza la trasmissione degli impulsi nervosi.

“Abbiamo guardato alla mielina – afferma Alessandro Morelli dell’Università di Genova, uno dei ricercatori che ha compiuto la scoperta – come possibile Inner Mitochondrial Membrane Laminar Like Structure (IMMELS), per le sue caratteristiche: i lipidi neutri che la costituiscono, infatti, assorbono ossigeno 4-5 volte meglio dell’acqua. Inoltre, presenta un enorme sviluppo superficiale, ancora superiore a quello delle creste mitocondriali, che pure esse, come è noto, sono notevolmente sviluppate per incrementare l’assorbimento dell’ossigeno. Visto che nel cervello il consumo di ossigeno è 10 volte superiore a quello degli altri tessuti, se fossero solo i mitocondri ad assorbire ossigeno, il cervello dovrebbe essere tutto un mitocondrio…ma anche se, per assurdo, fosse così, il cervello non riuscirebbe ugualmente a consumare tutto l’ossigeno che consuma continuamente, sia che siamo svegli, sia che dormiamo!”
 
Nello studio, i neurofisiologi forniscono, mediante diverse tipologie di analisi, chiare ed inequivocabili evidenze che le vescicole mieliniche isolate (IMV) sono in grado di consumare ossigeno e di produrre molecole di ATP, in seguito, come avviene anche nei mitocondri, alla formazione di un gradiente protonico attraverso la loro membrana.

La mielina, dunque, potrebbe rappresentare un distretto in cui avviene un consistente metabolismo aerobico, probabilmente in modo tale da coprire l’ingente richiesta energetica degli assoni; di conseguenza, i mitocondri potrebbero non essere la sede esclusiva della produzione di ATP aerobica, con inevitabili conseguenze sulle notre conoscenze della fisiologia animale. Inoltre, questa scoperta, qualora fosse verificata da ulteriori indagini, potrà avere importanti applicazioni in neurochimica e nella possibile individuazione delle cause, spesso sconosciute, d’insorgenza di numerose malattie neurodegenerative.

Andrea Romano

 
Riferimenti:
Silvia Ravera, Isabella Panfoli, Daniela Calzia, Maria Grazia Aluigi, Paolo Bianchini, Alberto Diaspro, Gianluigi Mancardi, Alessandro Morelli. Evidence for aerobic ATP synthesis in isolated myelin vesicles. The International. Journal of Biochemistry & Cell Biology