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Individuato l'orologio circadiano che controlla i ritmi quotidiani dell'aggressività: possibili effetti sul sundowning
E' comune per i pazienti con Alzheimer e altre forme di demenza sperimentare il sundowning (sindrome del tramonto), un improvviso peggioramento della confusione, dell'agitazione e dell'aggressività alla fine della giornata. Il suo schema quotidiano suggerisce che il sundowning può essere governato dall'orologio biologico interno del corpo.
Sincronizzato dalla luce e dall'oscurità, l'orologio circadiano esercita il controllo sui cicli veglia / sonno, sulla temperatura corporea, sulla digestione, sui cicli ormonali e su altri modelli fisiologici e comportamentali. Ma non si sapeva se l'orologio circadiano regolasse il comportamento aggressivo.
Ora, per la prima volta, un team di neuroscienziati del Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC), l'ospedale dell'Università di Harvard, ha dimostrato che c'è il controllo circadiano dell'aggressività nei topi maschi e ha identificato i neuroni e i circuiti specifici che regolano lo schema quotidiano. L'informazione apre la porta a potenziali opportunità per la gestione dell'agitazione serale comune in pazienti con disturbi neurologici degenerativi. Lo studio è stato pubblicato ieri su Nature Neuroscience.
"Il sundowning è spesso la ragione per cui i pazienti devono essere istituzionalizzati, e se i medici possono controllare questo circuito per ridurre al minimo l'aggressività alla fine della giornata, i pazienti potrebbero restare a casa più a lungo", ha detto l'autore senior Clifford B. Saper MD, preside del Dipartimento di Neurologia del BIDMC. "Abbiamo esaminato i circuiti cerebrali dell'orologio biologico e abbiamo trovato una connessione con una popolazione di neuroni noti per causare attacchi violenti quando sono stimolati nei topi maschi. Volevamo sapere se questo rappresenta una propensione alla violenza in determinate ore del giorno".
Saper e colleghi hanno osservato le interazioni aggressive tra topi maschi residenti che difendevano il territorio dagli intrusi introdotti nelle gabbie dei residenti in momenti diversi della giornata. Il conteggio dell'intensità e della frequenza degli attacchi dei residenti agli intrusi ha rivelato per la prima volta che l'aggressività nei topi maschi mostra un ritmo giornaliero.
"I topi erano più propensi ad essere aggressivi in prima serata intorno allo spegnimento delle luci, e meno aggressivi al mattino presto, con le luci accese", ha detto Saper. "Sembra che l'aggressività si accumuli nei topi nel periodo di luci accese e raggiunga un picco intorno alla fine del periodo di luce".
Successivamente, gli scienziati hanno usato strumenti genetici per manipolare i neuroni noti per regolare l'orologio circadiano centrale. Quando Saper e colleghi hanno inibito questi neuroni, disabilitando la loro capacità di produrre un neurotrasmettitore specifico, i topi hanno smesso di accrescere le tendenze aggressive. Questi topi geneticamente manipolati erano aggressivi sempre, dimostrando un aumento significativo del tempo totale di attacco degli intrusi.
Mappando dei circuiti cerebrali con l'optogenetica (una tecnica che usa la luce per attivare o disattivare delle cellule cerebrali specifiche), sono emersi due percorsi paralleli tra l'orologio biologico e una popolazione di neuroni in una sub-regione dell'ipotalamo (chiamata VMHvl) nota per causare violenti attacchi quando stimolata nei topi maschi.
Presi insieme, gli esperimenti hanno dimostrato che questo circuito circadiano mantiene sotto controllo l'aggressività al mattino presto: la sua stimolazione previene l'attacco, mentre l'inibizione lo promuove. Poiché stimolare i neuroni in questione raffredda l'aggressività, Saper suggerisce che il controllo di questo circuito potrebbe potenzialmente rendere meno aggressivi gli animali, e forse le persone.
"I nostri risultati nei topi imitano i modelli di maggiore aggressività osservati nei pazienti durante il tramonto", ha detto Saper. "La ricerca suggerisce che questo percorso potrebbe essere compromesso nelle malattie neurodegenerative. Esaminare i cambiamenti in questo percorso nei pazienti potrebbe fornire informazioni su futuri interventi atti a migliorare notevolmente la qualità della vita sia dei pazienti che dei caregiver".
Fonte: Jacqueline Mitchell in Beth Israel Deaconess MC (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: William D. Todd, Henning Fenselau, Joshua L. Wang, Rong Zhang, Natalia L. Machado, Anne Venner, Rebecca Y. Broadhurst, Satvinder Kaur, Timothy Lynagh, David P. Olson, Bradford B. Lowell, Patrick M. Fuller & Clifford B. Saper. A hypothalamic circuit for the circadian control of aggression. Nature Neuroscience, Published online: 9 Apr 2018. DOI: 10.1038/s41593-018-0126-0
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