Nel moscerino della frutta, il sistema che mantiene la sincronizzazione dei neuroni pacemaker, necessaria per la periodicità circadiana di molte funzioni fisiologiche, dipende da due diverse segnalazioni neuronali, che si verificano una all’alba e l’altra al crepuscolo. La scoperta è di uno studio pubblicato su “PLOS Biology” da Ben Collins della New York University e colleghi, che migliora la comprensione dei cicli di sonno e veglia e potrebbe rivelarsi decisiva per mettere a punto nuovi approcci terapeutici ai disturbi del sonno.
“Sappiamo da tempo che mantenere sincronizzati i nostri orologi biologici è un’impresa complessa”, ha spiegato Justin Blau, che ha partecipato allo studio. “Ma i nostri risultati offrono nuovi dettagli su come i neuroni orologio si collegano per mantenersi sincronizzati gli uni con gli altri”.
Molte delle attività fisiologiche e molti comportamenti degli animali sono regolati sull’alternanza giorno/notte e fanno affidamento su alcuni orologi molecolari circadiani. Le ricerche dedicate in passato a questo argomento hanno chiarito in molti dettagli il funzionamento di questi orologi all’interno di singoli neuroni pacemaker, così chiamati perché generano il ritmo necessario a funzioni essenziali dell’organismo come la respirazione e il battito cardiaco.
Per quanto accurati nel loro funzionamento, tuttavia, questi orologi biologici sarebbero inefficaci senza un accurato sistema in grado di tenerli sincronizzati tra loro, sistema del cui funzionamento mancava ancora una spiegazione esauriente.
Nel loro studio, Collins e colleghi hanno studiato le larve di Drosophila melanogaster, scoprendo che la sincronizzazione dei neuroni pacemakerdipende in modo cruciale da due tipi di segnalazioni extracellulari: la prima è veicolata dal neuropeptide denominato PDF, rilasciato dagli stessi neuroni pacemaker, mentre la seconda è veicolata dal glutammato, rilasciato da un’altra popolazione di neuroni, denominati neuroni clockdorsali.
Sopprimendo a livello genetico l’espressione dei due neurotrasmettitori nei moscerini adulti, gli autori hanno verificato che la sincronia del funzionamento dei neuroni pacemaker risultava alterata, con un evidente sfasamento dei cicli di attività motoria diurna e notturna.
Il risultato dello studio sottolinea l’importanza delle segnalazioni intercellulari tra neuroni per il mantenimento della sincronia di tutte le attività fisiologiche che hanno un ritmo circadiano. Gli autori ipotizzano che questo sistema di comunicazione si sia fortemente conservato durante l’evoluzione, e che di conseguenza potrebbe essere riscontrato anche nell’essere umano.
Se queste ipotesi dovessero essere confermate, si aprirebbero nuove prospettive per il trattamento dei disturbi del sonno, in particolare nei soggetti che lavorano su turni notturni o che viaggiano frequentemente, subendo gli effetti del jet lag.
Le Scienze 02/10/2014
