Un tempo si riteneva che gli astrociti avessero un unico, semplice ruolo di supporto strutturale del cervello. Tuttavia, nuove ricerche suggeriscono che sono importanti per regolare l’orologio interno.
Il nostro cervello è composto da molti tipi di cellule. La maggior parte delle persone conosce i neuroni, che inviano e ricevono impulsi elettrici che formano i nostri pensieri e le nostre azioni. In uno studio recente si è scoperto che gli astrociti, un altro tipo di cellula cerebrale, sono più importanti di quanto si pensasse, soprattutto per quanto riguarda il cronometraggio e l’attività del nostro orologio principale.
Che cos’è un astrocita?
Gli astrociti sono alcuni degli eroi non celebrati del nostro cervello e offrono struttura e protezione ad altre cellule e tessuti delicati. Gli astrociti hanno spesso la forma di stelle, da cui deriva il loro nome. Contribuiscono a guidare la crescita del cervello, a immagazzinare e distribuire i nutrienti e a sostenere la barriera emato-encefalica. Senza queste minuscole cellule, il nostro cervello non si svilupperebbe e non funzionerebbe. Recentemente si è scoperto che sono coinvolte anche in una serie di altre funzioni cerebrali, tra cui l’apprendimento e il metabolismo. Una nuova ricerca ha scoperto che gli astrociti hanno anche un ruolo molto importante nel nucleo soprachiasmatico, l’orologio principale del cervello.
Come il corpo tiene il tempo
Il nucleo soprachiasmatico, o SCN, funziona come orologio principale nel nostro cervello. Coordina i segnali provenienti dalla retina e da altri organi per regolare i nostri orologi interni. L’attività delle cellule del nucleo soprachiasmatico oscilla a ritmi diversi a seconda dell’ora percepita, trasmettendo messaggi sull’ora ad altre parti del cervello e del corpo. Il nostro cervello può quindi creare ormoni come la melatonina e facilitare il ciclo sonno-veglia.
Gli astrociti e l’orologio maestro
Per oltre un decennio i ricercatori hanno cercato di studiare il ruolo degli astrociti nel nucleo soprachiasmatico, dato che queste cellule costituiscono una frazione sostanziale delle cellule di quest’area del cervello. Di recente hanno sviluppato l’idea di collegare una proteina bioluminescente ad alcuni geni negli astrociti dei topi utilizzando un virus. Gli scienziati hanno così potuto vedere quando determinati geni all’interno degli astrociti venivano espressi. Gli astrociti hanno mostrato un ritmo circadiano distintivo, attivando e disattivando i geni in modo prevedibile durante il ciclo sonno-veglia dei topi.
Perché studiare i topi? I topi hanno un ritmo circadiano molto prevedibile e facile da osservare. I topi corrono, dormono e svolgono altre attività in momenti prevedibili della giornata. Per esempio, iniziano a correre su una ruota nello stesso intervallo di minuti ogni giorno, a meno che il loro ritmo circadiano non venga interrotto. Quando i geni dell’orologio circadiano nei loro astrociti sono stati eliminati grazie a una nuova tecnologia di editing genico, questo schema è cambiato. Hanno iniziato a correre più tardi del previsto. Allo stesso modo, hanno corso prima del solito quando gli orologi genetici nei loro astrociti sono stati manipolati per correre più velocemente. Questi effetti si sono verificati anche senza modifiche ai neuroni dei topi, suggerendo che gli astrociti sono parte integrante della determinazione del ritmo circadiano del SCN. Matt Tso, uno scienziato che ha lavorato a questo studio presso la Washington University di St. Louis, ammette che questo risultato è stato sorprendente:
“Ci aspettavamo che il SCN seguisse il ritmo dei neuroni. Nel SCN ci sono 10 volte più neuroni che astrociti. Perché il comportamento dovrebbe seguire gli astrociti?”.
Regolazione degli orologi interni
Neuroni e astrociti sembrano lavorare insieme per mantenere il nostro orologio principale e far funzionare le nostre cellule in orario. I neuroni sembrano essere più attivi durante il giorno, mentre gli astrociti sono più attivi di notte, il che suggerisce che questi due tipi di cellule coordinano l’attività. Quando sono attivi, gli astrociti rilasciano glutammato, che inibisce i neuroni. Quando l’attività degli astrociti inizia a diminuire, i livelli più bassi di glutammato permettono ai neuroni di riprendere l’attività. Rob Jackson della Tufts University osserva che questo fenomeno è stato osservato anche nelle lucciole e in altri animali:
“È molto interessante che gli astrociti formino elementi dei circuiti che guidano il comportamento ritmico, in animali che vanno dalle mosche… ai topi. Probabilmente si tratta di un meccanismo molto generale”.
Probabilmente avete sentito il detto “Ce ne sono di tutti i tipi”, riferito alle persone. Tuttavia, questo detto è particolarmente vero anche per il cervello. Il nostro cervello richiede l’azione di molti tipi diversi di cellule per regolare il nostro orologio maestro, formare i nostri pensieri e aiutarci a essere unici.
