Ricerche

Una nuova ricerca eseguita all'Università del Massachusetts Amherst si è concentrata sulla causa principale degli effetti sanitari avversi provocati dall'interruzione dei ritmi circadiani del corpo, che si verifica di solito nel jet lag e nel lavoro a turni.

La ricerca, pubblicata il 31 marzo su eNeuro, mostra anche che il gene dell'orologio circadiano Cryptochrome 1 (Cry 1) regola la neurogenesi adulta, la creazione continua di neuroni nell'ippocampo del cervello. La neurogenesi adulta supporta l'apprendimento e la memoria e la sua interruzione è stata legata alla demenza e alle malattie mentali.

"L'interruzione circadiana influisce su molte cose", afferma il primo autore Michael Seifu Bahiru, dottorando del laboratorio di Eric Bittman, professore emerito di biologia. "Esistono collegamenti con il cancro, il diabete e l'ipertensione, nonché un impatto negativo sulla neurogenesi".

La nascita di cellule e la loro sopravvivenza nell'ippocampo adulto sono regolate da un orologio circadiano, quindi la sua interruzione può far deragliare il processo di neurogenesi. Solo negli Stati Uniti, circa 30 milioni di persone subiscono spostamenti di fase nei loro ritmi circadiani mentre lavorano a turno.

Fino a poco tempo fa, i ricercatori avevano di fronte una sorta di dilemma uovo-o-gallina. "Ci siamo sempre chiesti quale sia effettivamente la causa principale dei disturbi dalla interruzione circadiana", dice Bahiru. "Il problema proviene dall'atto di cambiare o dal cambio stesso?"

L'autore senior Eric Bittman spiega ulteriormente:

"È possibile che sia solo il cambio del ciclo della luce a danneggiare la neurogenesi, e che eludere l'orologio ci fa male, al contrario del jet lag, che è il ritardo che serve a tutti i sistemi circadiani dipendenti dal corpo per adattarsi a questo cambiamento di luce del giorno".

Le loro scoperte supportano l'ipotesi che sia questo disallineamento interno, questo stato di 'desincronia' tra, e all'interno, degli organi che si verifica durante il jet lag, ad essere responsabile dell'impatto negativo sulla neurogenesi, e, sospettano, di altri effetti avversi sulla salute provocati dai disturbi circadiani.

Per testare la loro ipotesi, hanno studiato la nascita delle cellule e la loro differenziazione nei criceti siriani con una mutazione recessiva nel gene Cry 1 che accelera l'orologio in condizioni costanti, e che accelera drasticamente la sua capacità di cambiare in risposta alla luce. Bittman ha chiamato duper quella mutazione, scoperta da ricerche precedenti. Il team di ricerca ha anche testato un gruppo di controllo, criceti senza la mutazione duper. Entrambi sono stati sottoposti alla stessa sequenza di cambiamenti nel ciclo della luce.

I ricercatori hanno simulato il get lag sotto forma di avanzamenti e ritardi di 8 ore a otto intervalli di 16 giorni. Un marcatore di nascita cellulare è stato somministrato nel mezzo dell'esperimento. I risultati hanno mostrato che il jet lag ha scarso effetto sulla nascita di cellule ma impedisce loro di diventare neuroni. I duper sono immuni da questo effetto dei cambiamenti di fase.

"Come previsto, gli animali duper si sono adattati più rapidamente, ma erano anche resistenti agli effetti negativi del protocollo del jet lag, mentre i controlli (criceti di tipo naturale) avevano una neurogenesi ridotta", afferma Bahiju. "I risultati indicano che il disallineamento circadiano è fondamentale nel jet lag".

L'obiettivo finale del laboratorio di Bittman è capire meglio i percorsi coinvolti negli orologi biologici umani, potendo così arrivare alla prevenzione o al trattamento degli effetti del jet lag, del lavoro a turni e dei disturbi del ritmo circadiano. Questa ricerca è un passo verso questo obiettivo.

Ora il team affronterà "una grande domanda senza risposta", afferma Bittman: "È il funzionamento degli orologi circadiani nell'ippocampo ad essere regolato direttamente dal cambio del ciclo luce-buio, o la neurogenesi è controllata da orologi biologici all'opera in cellule di altre parti del corpo?".

Un'altra possibilità, che Bittman ritiene più probabile, è che sia il pacemaker principale nel nucleo soprachiasmatico dell'ipotalamo nel cervello a rilevare il cambio di luce, e quindi a trasmetterlo alla popolazione di cellule staminali che deve dividersi e differenziarsi nell'ippocampo.