La perdita molare induce astrogliosi ipotalamica e ippocampale nei topi anziani

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 6409 (2022) Citare questo articolo

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Una correzione dell'autore a questo articolo è stata pubblicata il 25 luglio 2022

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La perdita dei denti legata all’età impedisce la masticazione. Studi epidemiologici e fisiologici hanno riportato che la scarsa igiene orale e l’occlusione sono associate al declino cognitivo. Nel presente studio, abbiamo analizzato il meccanismo mediante il quale la diminuzione del supporto occlusale in seguito all’estrazione bilaterale dei primi molari mascellari influenza le funzioni cognitive nei topi giovani e anziani e abbiamo esaminato l’espressione dei geni correlati alle funzioni cerebrali nell’ippocampo e nell’ipotalamo. Abbiamo osservato una diminuzione della memoria di lavoro, una maggiore irrequietezza e una maggiore attività notturna nei topi anziani con estrazione dei molari rispetto a quelli con molari intatti. Inoltre, nell'ipotalamo e nell'ippocampo dei topi anziani estratti dai molari, l'espressione a livello di trascrizione di Bdnf, Rbfox3 e Fos è diminuita, mentre quella di Cdkn2a e Aif1 è aumentata. Pertanto, la diminuzione del supporto occlusale dopo l’estrazione del primo molare mascellare può influenzare la funzione cognitiva e l’attività nei topi influenzando l’invecchiamento, l’attività neurale e la neuroinfiammazione nell’ippocampo e nell’ipotalamo.

La salute dentale è stata selezionata dall’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) come uno dei dieci criteri da soddisfare per preservare la salute umana1. Il numero di denti presenti è un indicatore della salute orale di una persona2. I denti non sono solo cruciali per la masticazione, ma svolgono anche un ruolo essenziale nel determinare la nutrizione generale e la salute generale2. La perdita dei denti influisce sulla qualità della vita3 e ha un profondo impatto sull'estetica, sulla nutrizione e sulle scelte dietetiche4. L’invecchiamento, la scarsa igiene orale e le lesioni possono portare alla perdita dei denti. La perdita dei denti negli adulti è anche associata ad un aumento del rischio di obesità, diabete, malattie cardiovascolari e alcuni tipi di cancro5. Poiché l'incidenza di queste malattie sistemiche aumenta con l'età, il mantenimento del numero dei denti e della salute sono diventati sempre più importanti per una società che invecchia.

La masticazione non solo consente la frantumazione meccanica del cibo e aiuta la digestione, ma stimola anche il sistema nervoso centrale, che aumenta la temperatura nel cervello, migliora il flusso sanguigno cerebrale e attiva il metabolismo nel cervello; questo a sua volta stimola il sistema nervoso e contribuisce all'omeostasi6. La perdita dei denti è un fattore di rischio per varie forme di demenza7, tra cui il morbo di Alzheimer8, e altre cause di declino cognitivo, come il morbo di Parkinson9,10.

Alcuni studi hanno analizzato gli effetti dell'estrazione dei denti e della sopravvivenza con diete liquide sul declino delle funzioni di apprendimento, cognitive e di memoria in modelli di topi e ratti sulla base della fisiologia comportamentale11,12, ma non è stata effettuata un'analisi dettagliata dei cambiamenti in espressione molecolare nel cervello associata a queste alterazioni. Tuttavia, l’associazione tra la perdita dei denti e la patogenesi molecolare alla base della senescenza ipotalamica e ippocampale è ancora sconosciuta. Finora, gli studi clinici hanno dimostrato che la perdita dei denti influisce sulla funzione cognitiva e causa disturbi del sonno13, e alcuni studi hanno esaminato in profondità l'ippocampo e l'ipotalamo dei topi nello stesso ambiente di allevamento14,15. Questi studi hanno evidenziato l’importanza dell’ipotalamo e dell’ippocampo come aree del cervello legate alle funzioni cognitive.

Pertanto, abbiamo mirato a chiarire i cambiamenti legati all'età nell'ippocampo e nell'ipotalamo. In questo studio, abbiamo testato l'ipotesi che la senescenza dell'ipotalamo e dell'ippocampo sia aumentata dalla perdita dei molari.

Per studiare gli effetti della perdita del primo molare mascellare sulla memoria e sulle funzioni di apprendimento, abbiamo estratto i primi molari mascellari bilateralmente di topi di 6 settimane (giovani) e di 18 mesi (invecchiati) (Fig. 1a). Abbiamo osservato cambiamenti nelle condizioni fisiche dei topi nei successivi 3 mesi. Sebbene non sia stato osservato alcun cambiamento nel primo mese post-estrazione, è stata osservata una diminuzione significativa (P < 0,012) del peso corporeo nei topi giovani a cui erano stati estratti i denti molari (rispetto a quello dei topi giovani con molari intatti). Tuttavia, dopo il periodo di 1 mese, non è stata osservata alcuna differenza significativa nel peso corporeo tra i topi giovani con e senza l'estrazione dei molari e il loro peso corporeo è aumentato nel tempo (Fig. 1b). Al contrario, non è stato osservato alcun cambiamento significativo nel peso nei topi anziani con molari estratti per 3 mesi dopo l'estrazione del dente (AE e AC, Fig. 1c). Successivamente, abbiamo esaminato la presenza di stress correlato alla perdita dei denti nei topi dopo l’estrazione del dente utilizzando i livelli di corticosterone urinario come indicatore. I livelli di corticosterone urinario nei gruppi YC1 e YE1 erano rispettivamente 38,4 ± 3,0 ng/ml e 31,1 ± 4,5 ng/ml (P = 0,26) (Fig. 1d). Nei gruppi YC3 e YE3, questi valori erano rispettivamente 11,06 ± 2,7 ng/ml e 22,3 ± 2,7 ng/ml (P = 0,23). Tuttavia, la concentrazione urinaria nei topi anziani del gruppo AC1 (83,2 ± 2,5 ng/mL) era sostanzialmente inferiore a quella dei topi del gruppo AE1 (343,95 ± 42,6 ng/mL) (P < 0,025). Nei gruppi AC3 e AE3, questi valori erano rispettivamente 148,5 ± 6,0 ng/mL e 394,1 ± 51,2 ng/mL (P < 0,0081) (Fig. 1e).