La barriera emato-encefalica serve a proteggere il cervello dai contaminanti presenti nel sangue. Lo fa in due modi principali. La struttura fisica della barriera emato-encefalica limita ciò che può passare attraverso di essa. Esistono anche barriere metaboliche, come gli enzimi, che limitano la permeabilità di questa barriera protettiva critica. Sebbene nella maggior parte dei casi questa limitazione sia positiva, nel caso del trattamento farmaceutico delle malattie, far passare i farmaci attraverso la barriera emato-encefalica può essere una vera sfida. Un recente studio potrebbe portare a una migliore navigazione dei problemi relativi alla barriera emato-encefalica: i ricercatori hanno infatti scoperto che il ritmo circadiano regola la barriera emato-encefalica e il suo grado di permeabilità.

Come il ritmo circadiano regola la barriera emato-encefalica

In uno studio condotto dai ricercatori della Perelman School of Medicine dell’Università della Pennsylvania e pubblicato sulla rivista scientifica Cell, i ricercatori hanno utilizzato i moscerini della frutta per esplorare la permeabilità della barriera emato-encefalica. I moscerini della frutta sono molto utili in questo tipo di ricerca perché hanno un design meno complesso, che consente ai ricercatori di ottenere informazioni fondamentali e una migliore comprensione dei meccanismi di base coinvolti in vari processi biologici.

Utilizzando un colorante fluorescente per colorare la barriera emato-encefalica dei moscerini della frutta e renderla così più visibile, i ricercatori hanno osservato che la permeabilità della barriera emato-encefalica varia in base all’ora del giorno. Hanno notato l’esistenza di un ritmo giornaliero di variazione della permeabilità, con la barriera emato-encefalica più permeabile la sera.

I ricercatori hanno quindi testato il potenziale farmaceutico di questa maggiore permeabilità sui moscerini della frutta che potevano essere indotti ad avere crisi epilettiche. Hanno somministrato ai moscerini delle crisi la fenitoina, un farmaco anti-epilessia, trattando gruppi di moscerini in vari momenti della giornata. I ricercatori hanno scoperto che i moscerini che ricevevano il farmaco la sera avevano risultati migliori, riprendendosi dalle crisi più velocemente rispetto ai moscerini che ricevevano il farmaco in altri momenti della giornata.

Una volta stabilito il ritmo di permeabilità e il suo utilizzo pratico nel trattamento, i ricercatori hanno rivolto la loro attenzione ai meccanismi coinvolti in questo ritmo. Utilizzando moscerini della frutta privi di una specifica proteina legata al funzionamento del ritmo circadiano, i ricercatori sono riusciti a dimostrare il ruolo del ritmo circadiano nel modello di permeabilità giornaliera della barriera emato-encefalica. Secondo i ricercatori, le cellule della glia perineuriale che costituiscono parte della struttura della barriera emato-encefalica ospitano un orologio molecolare che regola i processi coinvolti nella funzione della barriera e nel ritmo della permeabilità. A loro volta, gli orologi molecolari sono sincronizzati e altrimenti regolati dal ritmo circadiano.

Anche il sonno svolge un ruolo importante

Ulteriori ricerche hanno rivelato che anche il sonno è legato ai modelli di permeabilità della barriera emato-encefalica. Sebbene esista uno stretto legame tra il sonno e il ritmo circadiano, in quanto il ritmo circadiano aiuta a regolare il ciclo sonno-veglia e i ritardi o le interruzioni del sonno possono avere un impatto sul ritmo circadiano, c’è dell’altro. Secondo i ricercatori coinvolti in questo studio della Perelman School of Medicine dell’Università della Pennsylvania, pubblicato su Trends in Neurosciences, sia il sonno che il ritmo circadiano contribuiscono a regolare l’attività della barriera emato-encefalica nelle varie specie.

I ricercatori osservano che il sonno aiuta a regolare il movimento delle molecole lungo e attraverso la barriera emato-encefalica. Durante il sonno, le tossine e i prodotti di scarto vengono espulsi dalla barriera emato-encefalica. I cambiamenti chimici che avvengono durante il sonno influenzano una serie di meccanismi profondi che influenzano le funzioni e la permeabilità della barriera emato-encefalica, tra cui le comunicazioni e le interazioni cellulari, nonché i processi meccanici e chimici coinvolti nel movimento delle molecole attraverso o lontano dalla barriera emato-encefalica. Le interruzioni del sonno possono portare a un’interruzione di queste funzioni regolatorie e persino, secondo i ricercatori, a danni strutturali alla barriera emato-encefalica.

Implicazioni terapeutiche interessanti

La scienza medica ha già stabilito che la tempistica è importante per alcuni farmaci, dimostrando che alcuni di essi sono più efficaci in determinate ore del giorno, come i farmaci chemioterapici contro il cancro al cervello. Questa nuova ricerca fa luce sui meccanismi coinvolti, con interessanti potenzialità terapeutiche quando si tratta di superare la sfida del trattamento di malattie che richiedono un passaggio efficiente dei farmaci attraverso la barriera emato-encefalica.

L’importanza del sonno e della salute del ritmo circadiano

Questa ricerca si aggiunge al crescente numero di prove che indicano l’importanza del sonno e di un ritmo circadiano sano per la salute e la protezione dalle malattie. Come spiegato dai ricercatori, la mancanza cronica di sonno di buona qualità può causare danni strutturali alla barriera emato-encefalica, riducendone la capacità di svolgere le sue funzioni protettive vitali.

Il ritmo circadiano svolge un ruolo fondamentale nella regolazione di innumerevoli processi essenziali dell’organismo, compresi quelli che contribuiscono al funzionamento della barriera emato-encefalica. Fare del sonno sano una priorità seria ed essere proattivi riguardo alla salute del ritmo circadiano. Affrontate sempre tempestivamente i problemi legati al sonno.