Neuroscienze e diagnostica

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1 e diagnostica Sta diventando sempre più evidente che il concetto di plasticità cerebrale e sinaptica sia alla base della possibilità dell individuo di cambiare e quindi di diventare non solo quello per cui era geneticamente predisposto, ma se possibile qualcosa di ancora più unico e specifico, che deriva dalla complessa interazione tra il suo patrimonio genetico e il patrimonio di esperienze relazionali e di vita. Ha come oggetto di studio la struttura e la funzione del Sistema Nervoso Centrale e Periferico, a partire dal suo sviluppo. Il fine è quello di comprendere in che modo i circuiti neuronali, il loro sviluppo e le loro modificazioni nel corso della vita costituiscano le basi biologiche della vita emotiva, comportamentale e cognitiva dell individuo. 1

2 Esistono delle caratteristiche neurobiologiche che predispongono a sviluppare diversi disturbi psichiatrici e di personalità. Nell ottica neuroscientifica tutti i disturbi psichiatrici o di personalità sono considerati disturbi complessi nella cui patogenesi sono coinvolti diversi fattori, genetici e ambientali. Per far sì che il fenotipo patologico si esprima devono essere presenti più geni che predispongono alla malattia e più fattori ambientali, e deve verificarsi un particolare modello di interazione gene-ambiente che dia luogo a quella determinata condizione patologica. Dai risultati di numerosi studi familiari e sui gemelli è risultato che la schizofrenia ha una componente eziopatogenica geneticamente determinata, tanto che il rischio arriva ad essere quasi del 50% nei gemelli monozigoti di pazienti schizofrenici (Gottesman, 1991). D altro canto, il fatto che soggetti che condividono il 100% del materiale genetico non abbiano un rischio del 100% sembra dimostrare la necessità dell intervento di più fattori ambientali nel determinare lo sviluppo della malattia. 2

3 Studi recenti (Caspi et al., 2003 e Lazary et al., 2008) hanno rilevato che la presenza di una o due copie della variante s del gene per il trasporto della serotonina comporterebbe una maggiore sensibilità dell individuo a sviluppare episodi di depressione maggiore in seguito ad eventi di vita stressanti. Ciò dimostra come il patrimonio genetico possa influenzare la reazione a eventi ambientali e, d altra parte, come anche gli eventi ambientali siano necessari, sebbene non sufficienti, a promuovere lo sviluppo della patologia in individui geneticamente predisposti. Negli ultimi anni si è visto che per molte patologie esistono geni di suscettibilità e geni protettivi. Gli esempi più evidenti sono quelli che si riferiscono alle basi genetiche delle psicosi maggiori (schizofrenia e disturbo bipolare) e che coinvolgono varianti dei geni del sistema delle monoamine (dopoamina, serotonina e nordrenalina) e del sistema del glutammato. Per i disturbi di personalità, invece, i dati più numerosi e più consistenti si riferiscono alle diverse dimensioni della personalità quale per es. l evitamento del danno, che sarebbe associato a particolari varianti dei geni del trasportatore della serotonina. 3

4 Alcuni studi con tecniche di neuroimaging mostrano delle alterazioni strutturali e funzionali a carico di specifiche aree del cervello in soggetti affetti da disturbi di personalità o psichiatrici. Nel disturbo psicotipico di personalità sono state riscontrate anomalie strutturali a livello dei nuclei del talamo, del giro temporale superiore e dei gangli della base, oltre ad anomalie funzionali a livello dei lobi frontali e temporali. I geni hanno una duplice funzione: una funzione MODELLO di replicazione affidabile e per la quale il processo di variazione non è regolato dall esperienza ma solo da rare mutazioni. una funzione TRASCRIZIONALE di determinazione del fenotipo attraverso la produzione di proteine specifiche che determinano il carattere di quella cellula. Può essere regolata dall esperienze 4

5 I meccanismi neurobiologici alla base della plasticità neurale sono stati studiati principalmente rispetto ai processi di apprendimento e memoria che rappresentano anche la base eziopatogenetica di molte condizioni psicopatologiche. La memoria ha come base una traccia sinaptica che viene potenziata e permane nel tempo, mediante il fenomeno del Long Term Potentiaton (LTP), grazie ad un aumento della sensibilità della cellula neuronale dovuto a sua volta ad un aumento dell attività dei recettori e/o ad un aumento del numero di recettori presenti sulla sua superficie. PLT e recettori NMDA I recettori AMPA aprono un canale per il sodio quando si legano al glutammato I recettori NMDA hanno uno ione magnesio che impedisce l apertura del canale Il canale del recettore NMDA si apre solo quando: arriva il glutammato dalla cellula presinaptica ed il magnesio è stato espulso perché la cellula post-sinaptica è già depolarizzata 5

6 Effetti a lungo termine del PLT L ingresso di ioni calcio viene interpretato come segnale di rinforzo della sinapsi Aumenta il numero e la sensibilità dei recettori AMPA Aumenta la produzione di glutammato nella cellula pre-sinaptica Depressione a lungo termine Si verifica con stimolazioni a bassa frequenza E legata ai recettori NMDA e AMPA Si verifica un decremento nel numero di recettori AMPA Si riduce la sensibilità dei recettori AMPA 6

7 Ippocampo e memoria Ippocampo? e diagnosi Nei disturbi dell umore e della depressione maggiore il fatto di conoscere la particolare forma del gene, per il trasportatore della serotonina, ci permetterebbe di valutare il rischio di sviluppare la patologia in presenza di eventi stressanti e di effettuare un intervento per prevenire la comparsa o la ricorrenza degli episodi di depressione. Nei casi di diagnosi clinicamente non chiara, una valutazione della struttura e del funzionamento cerebrale potrebbe consentire di dirimere il dubbio diagnostico e di mettere in atto più adeguate strategie di intervento. Per es. diagnosi differenziale tra schizofrenia e un disturbo bipolare. 7

8 e diagnosi È noto che nei soggetti traumatizzati esistono alterazioni della struttura e della funzione di diverse aree cerebrali, tra cui, un alterazione dell ippocampo. Il volume dell ippocampo risulta ridotto in: ü soggetti vittime di abusi in età infantile, ü donne con storie di maltrattamento abuso sessuale, ü soggetti con disturbo bordeline di personalità. e diagnosi Il circuito dello stress è formato da: ippocampo, corteccia prefrontale, amigdala e nuclei paraventricolari dell ippocampo. Prima fase di risposta all evento stressante si ha un aumentata liberazione del glutammato a livello della corteccia prefrontale che determina un aumento di trasmettitori monoaminergici nello striato ventrale e nell amigdala. Seconda fase l ippocampo modula l attivazione dell asse ipotalamo-ipofisi-surrene (HPA), che poi rilascia gli ormoni correlati alle risposte allo stress nel circolo ipofisario. L elevata densità recettoriale che caratterizza l ippocampo rende conto della sua particolare vulnerabilità ad un esotossicità dipendente dal rilascio di glutammato e di altri agenti lesivi. 8

9 e diagnosi Un correlato specifico del disturbo post-traumatico da stress sembra essere un pattern di iperattivazione nella regione amigdaloidea, associato o meno a un aumento volumetrico. Bremner e coll. (1999) hanno evidenziato che donne con Post-Traumatic Stress Disorder (PTSD) hanno un ridotto flusso ematico nella zona del cingolo anteriore quando osservano immagini evocative o quando ricordano il momento della violenza e diagnosi I soggetti traumatizzati presentano alterazioni a carico delle memorie legate al trauma che a differenza delle memorie non traumatiche risultano eccessivamente immaginifiche, spesso non vengono riconosciute dai soggetti come memorie reali, vengono rievocate senza il controllo volontario, evocano risposte emotive esagerate di allarme e mancano del sentimento di identità tipico delle memorie autobiografiche. 9

10 e diagnosi I soggetti traumatizzati sono particolarmente suscettibili allo sviluppo del fenomeno del kindling che si verifica a livello dell area limbica. È un fenomeno di sensibilizzazione per il quale i neuroni rispondono ad uno stimolo sottosoglia. La reazione a stimoli sottosoglia, o a stimoli interni piuttosto che esterni, si manifesta di frequente in questi pazienti dando luogo a flashback, incubi e reazioni emotive d allarme. È molto importante che si presti una particolare attenzione alla possibilità che si verifichino queste reazioni di sensibilizzazione modulando di conseguenza gli interventi e i parametri del setting. e diagnosi Alcune patologie psichiatriche hanno un decorso progressivo che induce cambiamenti strutturali e funzionali a livelli delle diverse aree cerebrali, il che può limitare in maniera significativa le potenzialità plastiche del SNC. Nella schizofrenia quanto maggiore è la durata di malattia tanto maggiore è la perdita di sostanza grigia cerebrale nei soggetti schizofrenici, soprattutto a carico di alcune aree della corteccia prefrontale dorso-laterale e del giro temporale superiore. Non è ancora chiaro quanto tali modificazioni strutturali possano essere reversibili. 10

11 e psicoterapia Goldapple e collaboratori (2004) hanno dimostrato che la psicoterapia cognitivo comportamentale e il farmaco (paroxetina) agiscono sulla depressione producendo cambiamenti neurofisiologici diversi. Alla psicoterapia è associato un incremento dell attività metabolica nel cingolato anteriore e nell ippocampo con un decremento nella corteccia frontale mentre il farmaco agisce in modo opposto, ossia con un diminuzione dell attività del cingolo e del tronco encefalico ed un aumento nella corteccia prefrontale. 11