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I nostri bioritmi dipendono dal metabolismo del cervello
Ultima recensione: 01.07.2025
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Il ritmo della nostra vita dipende dall'alternanza del giorno e della notte, ma il suo motore principale non è la luce del sole, bensì il cosiddetto "orologio interno" del corpo: i ritmi circadiani, responsabili delle variazioni di intensità dei processi biologici nel corpo.
La durata di questi ritmi è approssimativamente pari a 24 ore. In particolare, è stata dimostrata sperimentalmente la dipendenza del ciclo sonno-veglia nell'uomo principalmente dai bioritmi interni, e non da fattori esterni.
Nei mammiferi, i ritmi circadiani sono generati da una piccola regione del cervello nell'ipotalamo, chiamata nucleo soprachiasmatico.
Un nuovo studio condotto dalla professoressa di biologia Martha Gillett dell'Università dell'Illinois ha scoperto che il nucleo soprachismale controlla il metabolismo nel cervello stesso, in particolare la produzione e il movimento dell'energia chimica nelle cellule. I ricercatori si sono concentrati principalmente su un fenomeno noto come reazioni di ossidoriduzione nel tessuto del nucleo soprachismale di ratti e topi.
Nelle reazioni di ossidoriduzione, le molecole cedono elettroni (vengono ossidate) e li acquisiscono (vengono ridotte). I ricercatori hanno scoperto che questi processi nel nucleo soprachiasmatico hanno un ciclo di 24 ore e, in senso figurato, aprono e chiudono canali di comunicazione nelle cellule cerebrali.
La professoressa Martha Gillett ha spiegato l'importanza della scoperta: "Il linguaggio del cervello si basa sui segnali elettrici. Questo linguaggio determina quali segnali le cellule di una parte del cervello inviano tra loro e ad altre parti del cervello. La scoperta fondamentale è che il nucleo soprachiasmatico, senza interventi esterni, presenta oscillazioni metaboliche interne che attivano un orologio biologico interno".
"Si è sempre pensato che il metabolismo "serva" l'attività cerebrale, ma noi dimostriamo che il metabolismo è parte integrante dell'attività cerebrale. Il nostro studio suggerisce che i cambiamenti nello stato metabolico delle cellule potrebbero essere la causa, non la conseguenza, dell'attività neuronale."
Oltre a Martha Gillett, lo studio ha coinvolto la studentessa laureata Yu Yanchun, la dottoranda Gabby Govindaya, la studentessa laureata Ye Jiaying, la studentessa laureata Liana Artinian, il professore di ingegneria elettrica e informatica Todd Coleman, il professore di chimica Jonathan Swidler e il professore di farmacologia Charles Cox. Gillett, Govindaya, Ye, Swidler e Cox provengono dall'Illinois Beckman Institute.
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