• Alzheimer
• Alzheimer’s disease
• brain metabolism
• cognitive function
• funzione cognitiva
• glucose
• glucosio
• insulin
• insulin resistance
• insulina
• malattie neurodegenerative
• metabolismo cerebrale
• neurodegenerative diseases
• neuroinfiammazione
• neuroinflammation
• oxidative stress
• prevention
• prevenzione
• resistenza insulinica
• stress ossidativo

Il metabolismo cerebrale si configura come un sistema altamente integrato e dinamico, nel quale il glucosio rappresenta la principale fonte energetica per sostenere le complesse attività neuronali e i processi di plasticità sinaptica.
Il presente lavoro di tesi esamina in modo approfondito il ruolo del glucosio e della resistenza insulinica nel metabolismo del sistema nervoso centrale (SNC), nonché le implicazioni di tali fattori sulla funzione cognitiva e sull’insorgenza di patologie neurodegenerative.
A livello fisiologico, il trasporto del glucosio attraverso la barriera ematoencefalica e la sua regolazione tramite specifici trasportatori (GLUT) rappresentano elementi cruciali per garantire l’apporto energetico necessario alle cellule nervose.
I neuroni si avvalgono prevalentemente del metabolismo ossidativo, mentre gli astrociti contribuiscono al supporto metabolico neuronale attraverso il ciclo lattato-neurone, sottolineando l’importanza della cooperazione intercellulare nel mantenimento dell’omeostasi cerebrale.
In condizioni di iperglicemia cronica o di disfunzione metabolica, si verifica una sovrapproduzione di specie reattive dell’ossigeno e la formazione di prodotti finali della glicazione avanzata (AGEs), con conseguente attivazione della risposta neuroinfiammatoria e danno neuronale progressivo.
Parallelamente, l’insulina, oltre al suo ruolo classico nella regolazione metabolica, svolge funzioni neurotrofiche fondamentali, modulando la plasticità sinaptica, la sopravvivenza neuronale e i processi mnemonici attraverso l’attivazione delle vie di segnalazione PI3K/Akt/mTOR e MAPK/ERK. Tuttavia, l’insorgenza di resistenza insulinica a livello cerebrale compromette tali meccanismi, favorendo lo sviluppo di sinaptopatie e di alterazioni neurodegenerative.
È ormai ben documentato il legame tra diabete mellito di tipo 2 e un aumentato rischio di sviluppare la malattia di Alzheimer, che alcuni autori definiscono come "Diabete di Tipo 3", a sottolineare l’interconnessione tra disfunzione metabolica e neurodegenerazione. Analogamente, la resistenza insulinica è implicata nella patogenesi della malattia di Parkinson e di altre condizioni neurodegenerative caratterizzate da stress ossidativo, neuroinfiammazione e accumulo tossico di proteine.
Nel presente elaborato si esplorano inoltre approcci nutrizionali e terapeutici emergenti, evidenziando il ruolo della dieta mediterranea, dieta chetogenica e dieta a basso indice glicemico, e di interventi basati su nutrienti chiave come vitamine del gruppo B, vitamina D e micronutrienti essenziali. Parallelamente, l’esercizio fisico e alcuni interventi farmacologici – quali l’uso di agonisti del GLP-1, la metformina e l’insulina intranasale –mostrano promettenti effetti neuroprotettivi.
In conclusione, la comprensione delle interazioni tra metabolismo glucidico e funzione neuronale apre nuove prospettive per la prevenzione e il trattamento delle malattie neurodegenerative. Un approccio integrato e personalizzato, che combini strategie nutrizionali, interventi comportamentali e terapie farmacologiche mirate, rappresenta un paradigma innovativo per la promozione della salute cerebrale e per il contrasto della neurodegenerazione.

Cerebral metabolism is a highly integrated and dynamic system in which glucose serves as the primary energy source to support complex neuronal activities and synaptic plasticity processes.
This thesis provides an in-depth examination of the role of glucose and insulin resistance in central nervous system (CNS) metabolism, as well as the implications of these factors on cognitive function and the development of neurodegenerative diseases.
At the physiological level, the transport of glucose across the blood-brain barrier and its regulation via specific glucose transporters (GLUTs) are crucial to ensure the energy supply required by nerve cells.
Neurons primarily rely on oxidative metabolism, whereas astrocytes contribute to neuronal metabolic support through the astrocyte-neuron lactate shuttle, highlighting the importance of intercellular cooperation in maintaining cerebral homeostasis.
Under conditions of chronic hyperglycemia or metabolic dysfunction, there is an overproduction of reactive oxygen species and the formation of advanced glycation end-products (AGEs), which trigger neuroinflammatory responses and progressive neuronal damage.
In parallel, insulin, beyond its classical metabolic role, exerts essential neurotrophic functions by modulating synaptic plasticity, neuronal survival, and memory processes through the activation of PI3K/Akt/mTOR and MAPK/ERK signaling pathways. However, the onset of insulin resistance within the brain impairs these mechanisms, promoting the development of synaptopathies and neurodegenerative changes.
The connection between type 2 diabetes mellitus and an increased risk of developing Alzheimer’s disease—referred to by some authors as "Type 3 Diabetes"—is now well documented, emphasizing the link between metabolic dysfunction and neurodegeneration. Similarly, insulin resistance is implicated in the pathogenesis of Parkinson’s disease and other neurodegenerative conditions marked by oxidative stress, neuroinflammation, and toxic protein accumulation.
This thesis also explores emerging nutritional and therapeutic approaches, emphasizing the role of the Mediterranean diet, ketogenic diet, and low glycemic index diet, as well as interventions involving key nutrients such as B vitamins, vitamin D, and essential micronutrients. Additionally, physical exercise and certain pharmacological treatments—such as GLP-1 agonists, metformin, and intranasal insulin—show promising neuroprotective effects.
In conclusion, understanding the interactions between glucose metabolism and neuronal function opens new avenues for the prevention and treatment of neurodegenerative diseases. An integrated and personalized approach, combining nutritional strategies, behavioral interventions, and targeted pharmacological therapies, represents an innovative paradigm for promoting brain health and countering neurodegeneration.