Come lo stress danneggia la memoria

Questo articolo di Greta Manoni spiega esattamente come lo stress danneggia la memoria. Esistono effetti sul cervello dello stress che mettono in serio pericolo il nostro modo di memorizzare eventi. Questo, riguarda specialmente lo stress cronico. Vediamo come

Condizioni di stress cronico possono facilitare lo squilibrio del metabolismo in generale, rendendo l’organismo maggiormente suscettibile allo sviluppo e/o alla progressione delle malattie.

Le attuali conoscenze derivanti dagli studi di farmacologia e di genomica confermano questa integrazione morfofunzionale, e soprattutto l’unitarietà tra fenomeni mentali e processi somatici in una interazione continua con il contesto ambientale e sociale.

Sembra che essere esposti allo stress possa causare cambiamenti patofisiologici nel cervello e questi cambiamenti possono manifestarsi come disturbi comportamentali, cognitivi e dell’umore. Una risposta maladattativa ad un evento stressante può determinare l’insorgenza di un quadro patologico. Le caratteristiche di fragilità o rigidità del soggetto giocano un ruolo importante nel momento in cui egli deve produrre strategie per rispondere in modo adeguato a una modificazione dell’ambiente.

Gli effetti dello stress sul sistema nervoso sono stati studiati per 50 anni (Thierry et al., 1968). Alcuni studi hanno dimostrato che lo stress ha molti effetti sul sistema nervoso umano e può causare cambiamenti strutturali in diverse parti del cervello (Lupien et al., 2009). Lo stress cronico può portare all’atrofia della massa cerebrale e diminuirne il peso (Sarahian et al., 2014). Ricordiamo che esso ha effetti sulla cognizione sia acutamente (attraverso le catecolamine) che cronicamente (attraverso i glucocorticosteroidi): gli effetti acuti sono principalmente causati da effetti beta-adrenergici; mentre gli effetti cronici sono indotti a lungo termine dai cambiamenti nell’espressione genica mediata dagli steroidi. Analizzeremo in particolare gli effetti dello stress per quello che riguarda la memoria e la cognizione, e per quanto concerne il sistema immunitario.

Stress: effetti su memoria e cognizione

La memoria è uno degli aspetti funzionali più importanti del sistema nervoso centrale ed è classificata come sensoriale, a breve e a lungo termine.

La memoria a breve termine dipende dalla funzione dei lobi frontale e parietale; mentre la memoria a lungo termine dipende dal funzionamento di ampie aree del cervello.

Tuttavia, la funzione totale della memoria e la conversione della memoria da breve a lungo termine dipendono dall’ippocampo: un’area del cervello che ha la più alta densità di recettori glucocorticosteroidi e rappresenta anche il più alto livello di risposta allo stress. Considerando che la risposta dell’organismo agli stress acuti comporta l’iperproduzione di glucocorticoidi, è stata studiata la relazione tra ippocampo e cortisolo.

Le funzioni della memoria dipendono da un area del cervello chiamata ippocampo

L’ippocampo presenta due tipi di recettori, sia per i mineralcorticoidi che per i glucocorticoidi, che normalmente sono occupati dal cortisolo per il 70% i primi e per il 10% i secondi. Quest’ultimo aumenta nelle situazioni di stress arrivando ad occupare per il 70% i recettori mineralcorticoidi e per l’80% quelli glucocorticoidi. Questa sovraoccupazione dei recettori da parte del cortisolo sopprime l’eccitabilità neuronale ippocampale e interferisce così con il potenziamento a lungo termine, o Long Term Potentiation (LTP), uno dei meccanismi alla base della formazione della memoria e dell’apprendimento.

Con l’acronimo LTP in campo neurobiologico ci si riferisce ad una forma di plasticità sinaptica che consiste in un aumento a lungo termine della trasmissione del segnale tra due neuroni, ottenuta stimolandoli in maniera sincrona. Un evento fisiologico di breve durata è in grado di causare una modifica sinaptica duratura: dopo la stimolazione, il neurone bersaglio rafforzato dalla LTP è molto più responsivo e produce un EPSP (excitatory postsynaptic potential, potenziale eccitatorio post-sinaptico) più ampio per molto tempo. L’LTP sopprime a sua volta un’area cerebrale responsabile della codificazione spazio-temporale, e ciò potrebbe spiegare come mai i ricordi associati alle esperienze traumatiche sono spesso percepiti come senza tempo e senza confini.

Effetti sulla memoria dello stress: la relazione tra ippocampo e stress

Negli ultimi decenni, il rapporto tra ippocampo e stress è stato oggetto di accesi dibattiti. Diversi studi hanno dimostrato che i mediatori dello stress (glucocorticosteroidi) possono passare attraverso la barriera ematoencefalica a causa delle loro proprietà lipofile ed esercitare i loro effetti sul cervello. In letteratura si è evidenziato che gli steroidi surrenali influenzano la funzione dell’ippocampo durante la cognizione e il recupero della memoria in modo bifasico. L’effetto dello stress sulla memoria dipende fortemente dal tempo di esposizione allo stimolo stressante: in generale si ritiene che un lieve stress faciliti il miglioramento della funzione cognitiva, specialmente nel caso della memoria verbale; tuttavia se l’intensità dello stress supera una soglia predeterminata (che è diversa in ogni individuo) provoca disturbi cognitivi, specialmente nella memoria e nel giudizio.

Lo stress cambia la struttura dell’ippocampo

Vari studi hanno dimostrato che lo stress può causare sia cambiamenti funzionali che strutturali nell’ippocampo. I cambiamenti strutturali comprendono disturbi dell’atrofia e della neurogenesi. Infatti lo stress e il conseguente aumento del cortisolo plasmatico porta ad una riduzione del numero di rami dendritici e del numero di neuroni, nonché a cambiamenti strutturali nei terminali sinaptici e ad una riduzione della neurogenesi nell’area del giro dentato dell’ippocampo (quest’area è una delle poche regioni cerebrali in cui si verifica la neurogenesi negli adulti).

All’interno dell’ippocampo, l’input dalla corteccia entorinale al giro dentato è ramificato dalle connessioni tra il giro dentato e i neuroni piramidali CA3. Un neurone granulare innerva, in media, 12 neuroni CA3. E ogni neurone CA3 innerva, in media, altri 50 neuroni CA3 tramite collaterali di assoni, nonché 25 cellule inibitorie tramite altri collaterali di assoni. Il risultato netto è un’amplificazione di 600 volte dell’eccitazione, nonché un’amplificazione di 300 volte dell’inibizione; il che fornisce un certo grado di controllo del sistema.

Come lo stress ricabla il cervello per una peggiore memoria

Per quanto riguarda il motivo per cui esiste questo tipo di circuito, si ritiene che esso svolga un ruolo nella memoria delle sequenze di eventi, sebbene la memorizzazione a lungo termine della memoria si verifichi in altre regioni del cervello. Tuttavia, poiché il sistema “giro dentato-CA3” è così considerevolmente coinvolto nell’innervazione neuronale, esiste una plasticità strutturale adattiva che consente di proteggerne la vulnerabilità ai danni: nuovi neuroni continuano ad essere prodotti nel giro dentato per tutta la vita adulta, e le cellule piramidali CA3 subiscono soltanto un rimodellamento reversibile dei loro dendriti in condizioni di letargo e stress cronico. Il ruolo di questa plasticità è fondamentalmente quello di proteggere la zona da danni permanenti.

Di conseguenza, l’ippocampo subisce una serie di cambiamenti adattativi in risposta allo stress acuto e cronico. In accordo con questi dati, studi sugli animali hanno dimostrato che lo stress può causare una riduzione reversibile della memoria spaziale a causa dell’atrofia dell’ippocampo.

Cosa succede nel cervello di persone con disturbo post traumatico da stress

Le immagini di risonanza magnetica ricavate dal cervello di persone con disturbo post-traumatico da stress (PTSD) hanno dimostrato una riduzione del volume dell’ippocampo, insieme ad effetti neurofisiologici come una debole memoria verbale (Bremner, 1999). Questi dati confermano quindi il fatto che esiste una relazione inversa tra il livello di cortisolo e la memoria (Ling et al., 1981), tale per cui all’aumento dei livelli di cortisolo plasmatico in seguito a stress prolungato si osserva una riduzione della memoria (Kirschbaum et al., 1996), che migliora invece quando il livello di cortisolo plasmatico diminuisce (Seeman et al., 1997).

Altri studi hanno però dimostrato che lo stress (o l’iniezione di steroidi surrenali) provoca sulla cognizione effetti diversi da quelli descritti finora. A volte esso può effettivamente migliorare la memoria. Ciò si verifica in condizioni di stress che includono aspetti di non familiarità, non prevedibilità e valutati dal soggetto come potenzialmente letali. In queste condizioni specifiche, lo stress può temporaneamente migliorare la funzione del cervello, e quindi la memoria. È stato dimostrato che giuste concentrazioni di glucocorticosteroidi sono necessarie per migliorare l’apprendimento e la memoria. Inoltre uno studio ha verificato che l’iniezione di idrocortisone (principale glucocorticoide prodotto dalla corteccia del surrene) al momento della sua massima concentrazione plasmatica (nel pomeriggio) porta ad una riduzione dei tempi di reazione e migliora la cognizione e la memoria (Lupien et al., 2002). Tuttavia, il recupero degli eventi in memoria dopo l’esposizione allo stress sarà ridotto (Schwabe et al., 2012).

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