Ricerche
Ritmi circadiani aiutano a espellere i rifiuti dal cervello
Una nuova ricerca rivela in dettaglio come l'insieme complesso di dinamica molecolare e fluidi che compongono il sistema glinfatico (il processo unico che rimuove i rifiuti del cervello) è sincronizzato con l'orologio interno principale che regola il ciclo sonno-veglia. Questi risultati suggeriscono che le persone che si affidano al sonno diurno hanno un rischio più alto di sviluppare disturbi neurologici.
"Questi risultati dimostrano che il funzionamento del sistema glinfatico non si basa esclusivamente sul sonno o veglia, ma sui ritmi quotidiani dettati dal nostro orologio biologico", ha detto la neuroscienziata Maiken Nedergaard MD/DMSc, condirettrice del Centro Neuromedicina Traslazionale dell'Università di Rochester, nonché autrice senior dello studio, apparso sulla rivista Nature Communications.
I risultati si aggiungono alla crescente comprensione dell'operatività e della funzione del sistema glinfatico, il processo di rimozione dei rifiuti autonomo del cervello che è stato scoperto nel 2012 da ricercatori del laboratorio della Nedergaard.
Il sistema è costituito da una rete di tubature che segue il percorso dei vasi sanguigni e pompa liquido cerebrospinale (CSF) nel tessuto cerebrale, lavando via i rifiuti. La ricerca alcuni anni più tardi ha dimostrato che il sistema glinfatico lavora principalmente mentre dormiamo.
Sin da queste scoperte iniziali, il laboratorio della Nedergaard e altri hanno dimostrato il ruolo che hanno la pressione arteriosa, la frequenza cardiaca, i tempi circadiani e la profondità del sonno nella funzione del sistema glinfatico e nella segnalazione chimica che avviene nel cervello per attivare e spegnere il sistema.
Ed è stato anche dimostrato che il sonno disturbato o i traumi possono causare la rottura del sistema e consentire alle proteine tossiche di accumularsi nel cervello, dando potenzialmente luogo a una serie di malattie neurodegenerative, come l'Alzheimer.
Il legame tra ritmi circadiani e sistema glinfatico è il soggetto della nuova ricerca. I ritmi circadiani, un orologio interno di 24 ore che regola diverse funzioni importanti, compreso il ciclo sonno-veglia, sono mantenuti in una piccola area del cervello chiamata nucleo soprachiasmatico.
Il nuovo studio, che è stato condotto sui topi, ha dimostrato che quando gli animali sono anestetizzati per tutto il giorno, il loro sistema glinfatico funziona comunque solo durante il loro periodo tipico di riposo (i topi sono animali notturni, quindi il loro ciclo sonno-veglia è l'opposto degli esseri umani).
Lauren Hablitz PhD, prima autrice del nuovo studio e professoressa assistente di ricerca al Centro, ha dichiarato:
"I ritmi circadiani negli esseri umani sono sintonizzati su un ciclo giorno-veglia, notte-sonno. Poiché questa tempistica influenza anche il sistema glinfatico, questi risultati suggeriscono che le persone che si affidano a sonnellini durante il giorno per recuperare il sonno o lavorano il turno di notte possono essere a rischio di sviluppo di disturbi neurologici. Infatti, la ricerca clinica dimostra che gli individui che si affidano al sonno diurno hanno un rischio più alto sia di Alzheimer che di un'altra demenza, insieme ad altri problemi di salute".
Lo studio evidenzia le cellule chiamate astrociti che hanno molteplici funzioni nel cervello. Si ritiene che gli astrociti nel nucleo soprachiasmatico aiutino a regolare i ritmi circadiani. Gli astrociti servono anche come porta che controlla il flusso del CSF in tutto il sistema nervoso centrale.
I risultati dello studio suggeriscono che la comunicazione tra astrociti in diverse parti del cervello può condividere l'obiettivo comune di ottimizzare la funzione del sistema glinfatico durante il sonno.
I ricercatori hanno scoperto, inoltre, che durante la veglia, il sistema glinfatico devia il CSF ai linfonodi nel collo. Poiché i linfonodi sono stazioni temporanee cruciali nella regolazione del sistema immunitario, la ricerca suggerisce che il CSF può rappresentare un "orologio fluido" che aiuta a risvegliare le capacità del corpo di combattere le infezioni durante il giorno.
Fonte: University of Rochester (> English) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Lauren Hablitz, Virginia Plá, Michael Giannetto, Hanna Vinitsky, Frederik Filip Stæger, Tanner Metcalfe, Rebecca Nguyen, Abdellatif Benrais & Maiken Nedergaard. Circadian control of brain glymphatic and lymphatic fluid flow. Nature Communications, 2 Sep 2020, DOI
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