neurogenesi ed attività fisica 3

Neurogenesi nell’adulto
• Negli anni ottanta è stata osservata da Nottebohm
nelle regioni cerebrali preposte al canto di alcuni
uccelli.
• Negli anni novanta è stata evidenziata anche nei
primati non umani e nell’uomo.
V. Manna 2008
Neurogenesi e movimento
Neurogenesis
Dar Meshi, Michael R Drew, Michael Saxe, Mark S Ansorge, Denis David, Luca Santarelli, Chariklia Malapani, Holly Moore & Rene Hen Nature 729-731(2006)
Old dogma: No new neurons after infancy
1960s: Evidence of cell proliferation in adult
hippocampus & olfactory bulb (Joseph Altman)
1980s: Discovery of neurogenesis in adult male
canaries (Nottebohm)
1990s: Neurogenesis occurs throughout lifespan in
many species, including
humans!
Occurs in:
dentate gyrus (hippocampus)
and subventricular zone (cortex)
Associated with:
• Environmental enrichment
• Exercise
• Memory formation
V. Manna 2008
Neurogenesi e movimento
Neurogenesis in the Subventricular Zone
• The forebrain subventricular zone (SVZ) is a prolific
source of neuronal precursors (neural stem cells).
• These neuronal progenitor cells (which give rise to neurons) migrate
to the olfactory bulb by means of a restricted pathway known as the
rostral migratory stream (RMS).
• Once in the core of
the olfactory bulb,
the cells migrate
in a radial pattern
and differentiate into
interneurons.
V. Manna 2008
Pencea et al. 2001
Neurogenesi e movimento
Cell Migration along the RMS
Confocal microscopy images of a cell migrating along
the Rostral Migratory Stream (RMS)
V. Manna 2008
Neurogenesis in the Hippocampal
Dentate Gyrus
• Neurogenesis also occurs in the dentate gyrus of the hippocampus.
• Newly generated neuronal cells from the subgranular
zone migrate to the granular layer.
• These migrated cells
make contact with
the Ammon’s horn
CA3 (which is part
of the hippocampus).
Lennington et al. 2003
Neurogenesi e movimento
Giro dentato dell’ippocampo
Dar Meshi, Michael R Drew, Michael Saxe, Mark S Ansorge, Denis David, Luca Santarelli, Chariklia Malapani, Holly Moore & Rene Hen Nature 729-731(2006)
• L’ippocampo è coinvolto
funzionalmente nell’apprendimento e
nella memorizzazione.
• Sono stati documentati rapporti tra
funzionamento ippocampale e
cambiamenti comportamentali.
• Evidenze scientifiche per la
neurogenesi nell’ippocampo sono
state trovate nei roditori, nei primati
non umani e nell’uomo.
• Le cellule progenitrici nel giro dentato
continuano a dividersi in età adulta
producendo nuovi neuroni.
V. Manna 2008
Neurogenesi e movimento
Olfactory Bulb and Subventricular Zone
Human Brain
Mouse Brain
http://learn.genetics.utah.edu/units/addiction/genetics/neurobiol.cfm
V. Manna 2008
Neurogenesi e movimento
V. Manna 2008
Neurogenesi e movimento
Adult Neurogenesis in Humans
Dar Meshi, Michael R Drew, Michael Saxe, Mark S Ansorge, Denis David, Luca Santarelli, Chariklia Malapani, Holly Moore & Rene Hen Nature 729-731(2006)
Adult
Neurogenesis
V. Manna 2008
Neurogenesi e movimento
Neurogenesi ippocampale in
rapporto all’esercizio fisico
Ashley M. Fortress, 2005
V. Manna 2008
Right Hippocampus –
Left Hippocampus –
2 month old with proliferation
12 month old, no proliferation
Neurogenesi e movimento
Neurogenesi ippocampale in rapporto all’esercizio fisico
Material and Methods
SAMP8 On Exercise Wheel (Enriched)
Duration:
Wheel for one week to allow for
acclimation and two weeks of
injections (while running or not
running); three weeks total of
exercise (or isolation).
V. Manna 2008
Ashley M. Fortress, 2005
SAMP8 in Standard Condition (Isolated)
Injections:
300mg/kg Bromodeoxyuridine (BrdU);
6 total – All animals injected w/BrdU.
Neurogenesi e movimento
What is the Effect of Exercise Across the Lifespan for the SAMP-8?
Ashley M. Fortress, 2005
A
B
C
Above: The age effect for the capacity for neurogenesis can be seen in the isolated animals
across the lifespan. Only the young (A) animal has neurogenesis without exercise. The Middle
aged (B) and Aged (C) animals show no proliferation. Below: The exercise condition made a
difference only for the young (D) and middle aged (E) animals, not for the aged (F) animals.
D
V. Manna 2008
E
F
Neurogenesi e movimento
Neurogenesi e Ambiente
Dar Meshi, Michael R Drew, Michael Saxe, Mark S Ansorge, Denis David, Luca Santarelli, Chariklia Malapani, Holly Moore & Rene Hen Nature 729-731(2006)
•
Miglioramenti della memoria e
dell’apprendimento sono stati
evidenziati in animali da
esperimento posti in ambienti
arricchiti di stimoli e con dispositivi
di movimento.
•
Una relazione è stata evidenziata
tra cambiamenti comportamentali
e neurogenesi ippocampale in
questi animali.
•
L’ambiente agisce su
apprendimento e memoria
modificando la neurogenesi
ippocampale.
• Un ambiente più stimolante,
che permette più attività
fisica e movimento accresce
la neurogenesi ippocampale.
V. Manna 2008
Neurogenesi e movimento
HEALTH FOR LIFE
Lo sport sviluppa i neuroni
(tratto da Focus Brain Trainer n. 4)
Stronger, Faster, Smarter
Exercise does more than build muscles and help prevent heart
disease. New science shows that it also boosts brainpower—and
may offer hope in the battle against Alzheimer's.
By Mary Carmichael | NEWSWEEK
Mar 26, 2007 Issue
Il luogo comune che associa un fisico esile a un cervello superlativo
(e viceversa un corpo palestrato a una scarsità di materia grigia) è destinato a morire.
Sempre più ricerche confermano che l’esercizio fisico non si limita a
rinforzare i muscoli e a prevenire le malattie cardiovascolari.
Migliora anche le prestazioni mentali e aiuta a prevenire malattie del
cervello come il morbo di Alzheimer.
I benefici più evidenti sono a livello della memoria, la prima funzione
cerebrale a “perdere colpi” (comincia a decadere dai 25 anni in poi),
come dimostra uno studio condotto alla Columbia University e
pubblicato sulla rivista PNAS.
Confrontate ai sedentari, le persone che svolgono una regolare attività
fisica sono più brave nelle prove mnemoniche.
V. Manna 2008
Neurogenesi e movimento
Lo sport sviluppa i neuroni
(tratto da Focus Brain Trainer n. 4)
Un dato confermato anche dalle analisi strumentali, che mostrano la
nascita di nuove cellule nell’ippocampo: si tratta della struttura del
cervello che controlla la memoria e l’apprendimento,
permettendo di immagazzinare nuove informazioni e di formare nuovi
ricordi.
L’esercizio fisico, insomma, ha sul cervello effetti molto superiori a quello
che un tempo si pensava.
Ogni volta che si contrae e si rilascia un bicipite, infatti, vengono prodotte
sostanze chimiche che oltrepassano la barriera ematoencefalica (la
“cortina” che separa il cervello dal circolo sanguigno) e qui stimolano la
produzione del BDNF (fattore neurotrofico cervello-derivato).
Quest’ultimo contribuisce alla “neurogenesi” (la nascita di nuove cellule
cerebrali) e allo sviluppo di nuove connessioni tra un neurone e l’altro.
V. Manna 2008