Una ricerca suggerisce che un enzima chiamato glicogeno sintasi chinasi 3 può essere un importante regolatore dell’orologio principale del cervello.
Vi sentite più svegli in determinati momenti della giornata? Che siate allodole mattutine o nottambuli, la maggior parte di noi ha dei momenti prestabiliti in cui si sente al massimo della forma. Questa esplosione di energia quotidiana non è una coincidenza, ma piuttosto una funzione del vostro orologio interno. Siamo predisposti ad avere più energia e più chiarezza di pensiero in alcuni momenti della giornata, mentre ci sentiamo più assonnati e sedati in altri. Le cellule e le proteine che compongono il nucleo soprachiasmatico del cervello regolano questo ciclo giornaliero individuale.
Che cos’è il nucleo soprachiasmatico?
Coordinare l’attività fisiologica con le indicazioni provenienti dal mondo esterno è un compito complicato, gestito da una piccola parte dell’ipotalamo del cervello, chiamata nucleo soprachiasmatico. Questo minuscolo organo è composto da appena 42.000 neuroni che ricevono segnali dalla retina degli occhi e comunicano le informazioni ricevute alle aree cerebrali corrispondenti. Il nucleo soprachiasmatico, o SCN, ha impulsi ritmici di attività che funzionano come il ticchettio dell’orologio maestro del nostro corpo, che invita altre parti del cervello e del corpo a rilasciare ormoni e altre sostanze biochimiche che coordinano il ciclo sonno-veglia.
Come si coordinano l’attività elettrica e gli ormoni? Come altre parti del cervello, il SCN ha una serie di proteine che ne regolano la funzione. Recenti ricerche indicano un enzima chiamato GSK3, o glicogeno sintasi chinasi 3, come uno dei più importanti “ingranaggi” dell’orologio principale, che agisce come accoppiatore tra impulsi elettrici e biochimici.
GSK3 e ciclo sonno-veglia
Quando le cellule dell’SCN sono tenute in vita in una piastra di Petri, mostrano cicli distinti di alta e bassa attività. Questi cicli seguono un intervallo di circa 24 ore, o ritmo circadiano. Quando si trovano nel cervello e non in un laboratorio, le cellule del SCN mostrano ancora un ritmo circadiano, ma regolano l’attività in base agli indizi provenienti dal mondo esterno, come la luce. La glicogeno sintasi chinasi 3 sembra regolare questa attività. Essa altera l’entità del flusso di sodio che attraversa le membrane delle cellule nervose del SCN. Questo flusso di sodio, chiamato corrente di sodio persistente, comporta un aumento degli ioni sodio durante il giorno che fa sì che le cellule nervose del SCN si attivino rapidamente, creando una raffica di impulsi elettrici. Di notte, si verifica una diminuzione del numero di ioni sodio e l’attività del SCN diminuisce. La GSK3 sembra essere regolata da messaggeri biochimici, il che rappresenta un importante collegamento tra i segnali ormonali ed elettrici che compongono l’attività cerebrale.
Cronofarmacologia, GSK3 e regolazione dell’ora dell’orologio maestro
Una nuova ricerca cronobiologica sulla GSK3 potrebbe avere importanti implicazioni nel trattamento delle malattie umane. La GSK3 è la proteina bersaglio di diversi farmaci comuni. Tra questi, il litio, un trattamento comune per il disturbo bipolare, e il riluzolo, usato per rallentare la progressione della SLA o morbo di Lou Gehrig. Questi farmaci sono talvolta utilizzati anche per trattare casi gravi di depressione, ansia e altre malattie mentali.
Poiché l’attività del GSK3 varia nell’arco delle 24 ore, è probabile che sia più efficace assumere farmaci che agiscono su questo enzima in determinati momenti della giornata. La temporizzazione dei farmaci in modo che siano più efficaci e abbiano meno effetti collaterali, una pratica nota come cronofarmacologia, sta diventando sempre più comune. La ricerca moderna ha dimostrato che la cronofarmacologia può influire sul trattamento di malattie diverse come l’ipertensione e il cancro al seno. Le persone che assumono farmaci che agiscono sulla GSK3 possono ottenere maggiori effetti terapeutici e minori effetti collaterali se assumono questi farmaci al momento giusto.
Il nostro SCN è un orologio maestro strettamente controllato che aiuta a regolare l’attività di ogni cellula del nostro corpo attraverso una complessa serie di ingranaggi elettrici e biochimici. La ricerca che rivela di più su questi ingranaggi e sulle loro funzioni può essere utilizzata per trattare più efficacemente malattie devastanti e per migliorare la salute generale. La prossima volta che vi sentirete vigili, energici e al settimo cielo, probabilmente dovrete ringraziare la GSK3 e le altre proteine circadiane.
