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Retinopatia diabetica e deficit cognitivi: il ruolo del connettoma cerebrale

Il diabete mellito di tipo 2 (T2DM, Type 2 Diabetes Mellitus) è tra le patologie metaboliche più diffuse al mondo e può essere associato alla retinopatia diabetica (RD-DR, Diabetic Retinopathy), grave complicanza oculare che coinvolge la rete microvascolare della retina e che può condurre alla cecità.

I progressi della ricerca hanno dimostrato che retina e cervello presentano importanti analogie . Ad esempio, alcune caratteristiche anatomiche, fisiologiche ed embriologiche della rete vascolare della retina sono simili a quelle riscontrate nei vasi sanguigni cerebrali. Inoltre, la RD può portare alla neurodegenerazione della retina, che mostra meccanismi patogenetici simili a quelli di alcune patologie neurodegenerative, come la demenza e il morbo di Alzheimer, per le quali i diabetici sono più a rischio rispetto ai soggetti sani. Per questo motivo, la comunità scientifica ha da tempo supposto che i pazienti con RD potessero mostrare anomalie a livello del sistema nervoso centrale.

In effetti, numerosi studi condotti finora mediante tecniche di neuroimaging hanno dimostrato che i soggetti con RD presentano numerose anomalie a carico della struttura e della funzionalità cerebrale. Grazie ai recenti progressi nel campo della teoria dei grafi applicata alla risonanza magnetica funzionale a riposo (fMRI, functional Magnetic Resonance Imaging), però, oggi è possibile caratterizzare anche le proprietà topologiche del connettoma cerebrale, cioè l’insieme delle connessioni neurali presenti all’interno del cervello.

La complessa ed efficiente architettura del connettoma cerebrale umano è costituita da una serie di nodi (regioni del cervello) e archi (connessioni tra i nodi) che costituiscono una rete su larga scala, e da diverse reti small-world, che coinvolgono soltanto alcuni nodi molto vicini tra loro per consentire una trasmissione rapida delle informazioni.

In un recente studio che si è avvalso dell’impiego dell’fMRI e della teoria dei grafi, l’organizzazione topologica del connettoma cerebrale di pazienti con RD è risultata alterata rispetto a quella di soggetti sani. In particolare, i soggetti con RD presentavano una riduzione sia nel coefficiente di clustering, che indica il grado di connettività tra gli elementi di una rete funzionale, che nell’efficienza locale, un parametro che riflette la capacità di trasmettere informazioni in maniera rapida ed efficace nell’ambito di regioni interconnesse. Nei pazienti con RD, queste alterazioni sono state riscontrate a carico di numerose reti funzionali, inclusa quella deputata alla funzione visiva (VN, Visual Network), e si pensa possano provocare un rallentamento nella trasmissione e nel processamento delle informazioni che potrebbe essere responsabile dei deficit cognitivi spesso riscontrati in questi pazienti.

Secondo gli Autori, la degenerazione della retina e la conseguente diminuzione dell’acuità visiva osservate nei soggetti affetti da RD porterebbero, a livello cerebrale, a una riduzione degli input provenienti dalla retina, e questa minore stimolazione costituirebbe una delle cause alla base delle anomalie osservate nella VN. Nei pazienti affetti da RD, l’insorgenza di deficit cognitivi è stata associata anche alla presenza di alterazioni della connettività, riscontrate nella rete cerebrale di default (DMN, Default-mode Network), una rete di grande importanza che viene attivata durante il riposo e soppressa nello svolgimento di compiti che richiedono concentrazione, la cui attività è coinvolta in diverse funzioni fisiologiche essenziali come la cognizione e la gestione degli stati emotivi.

Questi risultati possono rappresentare un importante passo avanti nella comprensione dei meccanismi associati alla perdita della vista e alla comparsa di deficit cognitivi correlati alla RD, una patologia purtroppo destinata a diventare sempre più diffusa.

Fonte

Huang X. et al, Disrupted topological organization of human brain connectome in diabetic retinopathy patients. Neuropsychiatr Dis Treat. 2019; 15:2487–2502

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Pubblicato il
mercoledì, 8 Gennaio 2020
Argomento
Retina