.1 Ipotesi sulla schizofrenia * D Gi Dr. Giuseppe Sapienza S i PSICHIATRA DIRIGENTE PRESSO DSM – RAGUSA CORSO FORMAZIONE 2011 – RG *riadattamento da: Prof. Alfonso Tortorella – Università di Napoli Diapositiva 1 .1 Università; 23/06/2006 Eventi Stressanti Di Divorzio i Traumii IInfantili T f tili Fattori nutrizionali Anossia Perinatale/ complicanze ostetriche/ virus schizofrenia hi f i Anche quando si eredita la vulnerabilità genetica alla schizofrenia, la probabilità di sviluppare la malattia è influenzata da fattori ambientali Stahl SM, Essential Psychopharmacology, 2000 FASI della MALATTIA Stage of Illness Premorbid Prodromal Onset/deterioration Residual/sable Healthy Worsening severity of signs and symptoms Gestation/Birth 10 20 30 40 50 Years Abnormal Brain Development Neurochemical Dysregulation Neurodegenerative? Frankle et al., Neuroreport, 2003 Ipotesi patogenetiche della schizofrenia z Alterato neurosviluppo (Migrazione neronale, Selezione neuronale, Sinaptogenesi Circuitazione cerebrale) z Fattorineurodegenerativi (Neuroplasticità, Necrosi e apoptosi,Fattori neurotrofici) z Alterazione progressiva del neuro-sviluppo = neurone sano = neurone difettoso Selezione neuronale corretta Selezione neuronale sbagliata Stahl SM, Essential Psychopharmacology, 2000 Migrazione corretta Migrazione sbagliata Stahl SM, Essential Psychopharmacology, 2000 Sinaptogenesi A B C D E F Konradi and Heckers, Biol. Psychiatry, 2001 Glutammato e sinaptogenesi p g Synapse formation Synapse stabilization Formation of neuronal circuits A – Normal glutamate system B – Hypoactive glutamate system Konradi and Heckers, Pharmacol. Ther. 2003 Spine dendritiche dei neuroni piramidali nella ll corteccia t i prefrontale f t l di pazienti i ti con schizofrenia hi f i A Mean spine density (spines/μm) 0.6 A F2.37 p=0.09 2 37=2.52,, p B F2.37 p=0.006 2 37=6.01,, p C F2.37 p=0.08 2 37=2.70,, p 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 C S P C S P C S P Subject group Glantz & Lewis, Arch. Gen. Psychiatry, 2000 Connessione corretta Stahl S.M., Essential Psychopharmacology 2000 Connessione sbagliata Stahl S. M., Essential Psychopharmacology 2000 disturbo genetico della sinapsi? GRM3 G72 DAAO CHRNA7 RGS4 PRODH Neurotransmission PPP3CC Akt1 NRG1 Dysbindin y DISC1 Plasticity Synaptogenesis COMT Cellular neuropathology Dysregulated dopaminergic transmission Cognitive and other trait features Psychotic y p symptoms GRM3 = metabotropic glutamate receptor 3; G72; DAAO= d-amino acid oxidase; CHRNA7 = α7 nicotinic receptor; RGS4: regulator of G protein signalling 4; PRODH = proline dehydrogenase; PPP3CC ; Akt1= protein kinase B; NRG1 = neuroregulin 1; DISC1 = disrupted-in-schizophrenia 1 Harrison & Weinberger, Mol. Psychiatry, 2005 Espressione dei geni nella schizofrenia PFC Area 9: all genes vs. changed gene groups Cy5 intensity 30000 -10 -5 -2 1 2 10000 5 Schizzophrenic 10 1000 100 100 1000 10000 30000 Cy3 intensity Control subjects Frankle et al., Neuron, 2003 Neuroplasticità z Neuroplasticità = capacità dei neuroni di rispondere agli stimoli modificando la forza delle connessioni sinaptiche, la citoarchitettura, la connettività e l’attività z Include: funzione dendritica, ramificazione assonale, neurogenesi, sinaptogenesi, e long term potentiation Mediata, M di t iin parte, t d dalla ll ““cascata” t ” di secondi di messaggerii indotta dall’interazione neurotrasmettitori-recettori Il cervello non è “fisso” fisso dopo la fase di mielinizzazione che si completa con l’ adolescenza Va incontro ad un continuo rimodellamento morfologico g z z z Sinapsi, spine, arborizzazione dendritica, connettività La plasticità del cervello è essenziale per l’apprendimento e la memoria z z Necrosi Assassinio del neurone Apoptosi Suicidio del neurone Stahl SM, Esential Psychopharmacology, 2000 Schizofrenia e neurodegenerazione g A B 25 0 -25 50 Fronttal Lobe CSF F Change (%) 7.5 Frontaal Lobe Tissu ue Change (% %) Corticcal Sulcal CSF Change (% %) 50 C 5.0 2.5 0.0 -2.5 -5.0 -7.5 C Controls Patients 40 30 20 10 0 -10 -20 -30 -40 C Controls Patients C Controls Patients Ho et al., Arch. Gen. Psychiatry, 2003 Fattori neurotrofici (BDNF (BDNF*)) z z I fattori neurotrofici garantiscono la sopravvivenza neuronale, neuronale la plasticità, la differenziazione, la sinaptogenesi, la connettività, il rimodellamento continuo delle sinapsi, spine, e dendriti Dati preliminari evidenziano alterazioni dei livelli nella schizofrenia *Brain-derived neurotrophic factor. 2.5 * 2.0 1.5 1.0 0.5 0 N S 120 80 100 * 80 60 40 20 0 N S Grains/cell G BONF PR ROTEIN (% C Control) pg BDNF mRN p NA/20μg RNA A Il BDNF nella corteccia prefrontale i soggetti in tti con disturbi di t bi schizofrenici hi f i i 60 * 40 20 0 II III V Cortical Layer y VI Weickert et al., Mol. Psychiatry, 2003 Neurogenesi g z z z z Neurogenesi si riferisce alla produzione di nuovi neuroni z Si verifica ifi nell cervello ll dell’adulto d ll’ d lt (Eriksson (E ik 1998; 1998 Kempermann 1999). I neuroni stabiliscono nuove connessioni z ↑ da un ambiente ricco di stimoli stimoli, esercizio, esercizio apprendimento (Gould 1999, 2000) z ↓ da stress, invecchiamento, e elevati livelli di glucocorticoidi (Gould 2000) Neurogenesi evidenziata nella zona subventriculare e nell’ippocampo del cervello adulto (Gould 1999) Potenzialmente implicata nei cambiamenti delle aree cerebrale z Morfologia Cellulare, plasticità neuronale,e rimodellamento Verosimilmente mediata dalle neurotrofine (BDNF) Alterazione progressiva del neuro-sviluppo z z z La schizofrenia si realizza quale conseguenza di alterazioni molteplici p del neurosviluppo, pp , di cui alcune si verificano nelle fasi precoci della vita e nella prima infanzia (neurosviluppo precoce), altre durante l’adolescenza/prima vita adulta d lt (neurosviluppo ( il tardivo) t di ) Queste alterazioni tardive, già attive nei mesi precedenti l’inizio del primo episodio, continuano ad esercitare i loro effetti dannosi durante i primi anni di malattia Quali siano i meccanismi di neurosviluppo che garantiscono tale progressione della malattia non è noto Ho et al., 2003 Neuropatologia p g della schizofrenia Alterazioni macroscopiche Dilatazione dei ventricoli cerebrali Riduzione del volume cerebrale (ippocampo, corteccia prefrontale, corteccia temporale superiore, talamo) Riduzione dello spessore corticale Riduzione della girificazione corticale Alterazioni morfologiche dell’ippocampo Asimmetria cerebrale Tali alterazioni sono presenti: ● nei pazienti al primo episodio ● nei pazienti drug-naive ● prima dell dell’esordio esordio ● nei parenti sani a rischio Punti critici: ● risultati spesso contraddittori ● modificazioni spesso di entità modesta ed espressi come media di gruppo ● aspecificità Wright et al., 2000; Callicott & Weinberger, 1999 Dilatazione ventricolare Controllo Paziente con schizofrenia Andreasen et al., 2001 Neuropatologia della schizofrenia Alterazioni microscopiche Riduzione delle dimensioni dei neuroni piramidali ippocampali e neocorticali PFC Riduzione delle arborizzazioni e spine dendritiche dei neuroni piramidali PFC Riduzione dei neuroni GABAergici “a candelabro” nella PFC Riduzione markers funzionalità presinaptica (sianptofisina, complexina…) Riduzione del numero dei neuroni talamici (nucleo medio-dorsale) Riduzione del numero degli oligodendrociti Riduzione dei livelli di acido N-acetilaspartico (marker di integrità neuronale) anche in pazienti al primo episodio o drug-naive in PFC e ippocampo Presenza P di raggruppamenti ti neuronali li aberranti b ti (per ( locazione l i e/o / aggregazione) i ) nella ll lamina l i III della corteccia entorinale e della sostanza bianca neocorticale Globalmente tali alterazioni suggeriscono un deficit nell’elaborazione delle informazioni nella PFC e della sua connettività con altre aree cerebrali che, verosimilmente, sono responsabili della disfunzione cognitiva Selemon, Goldman-Rakic,1999; Rajkowska et al., 1998; Glantz & Lewis, 2000; Garey et al., 1998 Woo et al. 1998; Jakob & Beckmann 1986; Arnold et al., 1991; Bertolino & Weinberger, 1999 In definitiva la neuropatologia della schizofrenia sembra consistere in alterazioni quantitative di vari parametri che regolano i microcircuiti cerebrali e che interessano: z l’arborizzazione denditrica z i corpi neuronali z gli assoni z i terminali sinaptici z elementi gliali Esse sono responsabili della così detta disconnessione funzionale per cui la schizofrenia è oggi considerata una patologia sinaptica