Le persone con il morbo di Alzheimer possono sentirsi più agitate durante la serata.
I ricercatori sperano che le loro scoperte porteranno a nuovi trattamenti che aiutano a calmare l’aggressività e l’agitazione che gli individui con l’Alzheimer e altre malattie neurodegenerative comunemente fanno esperienza come una condizione nota come “sundowning”.
In uno studio sui topi che riportano sulla rivista Nature Neuroscience , spiegano, per la prima volta, come l’orologio biologico si collega alle cellule cerebrali, o ai neuroni, che controllano l’aggressività.
“Abbiamo esaminato i circuiti cerebrali dell’orologio biologico”, osserva l’autore dello studio senior Prof. Clifford B. Saper, presidente del Dipartimento di Neurologia del Beth Israel Deaconess Medical Center di Boston, MA, “e ha trovato una connessione con una popolazione di neuroni noti a causare attacchi violenti quando stimolati in topi maschi. ”
Cos’è il tramonto?
Il tramonto è una condizione tipica delle persone con malattia di Alzheimer , quando il comportamento diventa irrequieto, agitato e aggressivo, accompagnato da confusione.
Il suo nome deriva dal fatto che di solito inizia o peggiora nel tardo pomeriggio o prima serata – mentre il sole tramonta e la luce del giorno inizia a svanire. Sfortunatamente, questo è spesso il momento in cui i badanti sono stanchi e hanno bisogno di fare una pausa.
Non sappiamo ancora esattamente cosa causi il tramonto. Le possibilità suggerite includono depressione , eccessiva stanchezza , dolore o anche noia, fame e sete.
I ricercatori dietro il nuovo studio hanno scelto di studiare un’altra possibilità: che i cambiamenti del cervello causati da malattie neurodegenerative come l’Alzheimer interferiscono con l’orologio biologico.
Erano particolarmente interessati a scoprire se l’orologio “regola direttamente il comportamento aggressivo”.
Orologi biologici e ritmo circadiano
Gli orologi biologici sono gruppi specifici di proteine che comunicano con le cellule in quasi tutti gli organi e nella maggior parte dei tessuti del corpo.
Rispondono ai cambiamenti di luce e di buio nell’ambiente e danno origine a ritmi circadiani, cioè a cambiamenti fisici, comportamentali e mentali che ” seguono un ciclo quotidiano “.
La maggior parte degli esseri viventi, dai microbi alle piante e agli animali, ha ritmi circadiani. Ad esempio, essere sveglio durante il giorno e dormire di notte è un ritmo circadiano che deriva da orologi biologici che rispondono ai cambiamenti dei livelli di luce nell’ambiente dell’organismo.
Gli scienziati hanno scoperto che i geni che producono e controllano i vari componenti degli orologi biologici sono in gran parte simili negli esseri umani, nei topi, nei moscerini della frutta, nei funghi e in molti altri organismi.
Mentre gli orologi biologici si trovano quasi ovunque nel corpo, sono tutti sincronizzati da un “master clock” nel cervello.
Nell’uomo, nei topi e in altri vertebrati, il master clock si trova nel nucleo soprachiasmatico, che è un ammasso di neuroni all’interno della regione dell’ipotalamo del cervello. Il cluster contiene circa 20.000 cellule e riceve segnali direttamente dagli occhi.
Schema circadiano dell’aggressività
Per il loro studio, il Prof. Saper ei suoi colleghi hanno misurato la frequenza e l’intensità delle interazioni tra topi maschi come “topi residenti” difesi il loro territorio contro “topi intrusi” che sono stati introdotti nelle loro gabbie in diversi momenti della giornata.
Hanno riferito, per la prima volta in uno studio pubblicato, che gli attacchi ai topi dell’intruso mostravano un pattern di aggressività circadiana – cioè, la loro intensità e frequenza dipendevano dall’ora del giorno.
“I topi”, spiega il professor Saper, “erano più propensi ad essere aggressivi in prima serata intorno alle luci spente, e meno aggressivi al mattino presto, intorno alle luci accese”.
“Sembra aggressività”, continua, “si accumula nei topi durante le luci del periodo e raggiunge un picco intorno alla fine del periodo di luce”.
In un’altra serie di esperimenti, i ricercatori hanno manipolato l’orologio biologico principale dei topi modificando i geni nei neuroni che lo regolano.
Hanno scoperto che quando hanno impedito ai neuroni del master clock di essere in grado di creare uno specifico messaggero chimico, o un neurotrasmettitore, i topi hanno perso il loro modello di aggressività circadiana. L’aggressività è rimasta elevata in continuazione, senza alti e bassi.
I ricercatori hanno quindi utilizzato uno strumento chiamato optogenetica per mappare i circuiti cerebrali coinvolti. Lo strumento utilizza la luce laser per stimolare e disattivare le cellule cerebrali mirate.
Orologio biologico legato ai neuroni dell’aggressività
I ricercatori hanno scoperto due circuiti paralleli che collegano l’orologio biologico a una sub-regione del cervello chiamata “parte ventrolaterale dell’ipotalamo ventromediale”, che è nota per regolare l’aggressività. Stimolando i neuroni qui i topi diventano violenti e aggressivi.
Concludono che i loro risultati rivelano un circuito “funzionale” attraverso il quale “il nucleo sovrachiasmatico [master] orologio regola l’aggressione”.
I modelli che hanno osservato nei topi, dice il Prof. Saper, “simulano gli schemi di maggiore aggressività osservati nei pazienti durante il tramonto”.
Ciò suggerirebbe che il circuito sia danneggiato in qualche modo nelle malattie neurodegenerative come l’Alzheimer, osserva.
Ulteriori ricerche su come questo circuito biologico dell’orologio cambia nelle persone con malattia di Alzheimer potrebbero essere molto utili per aiutare a migliorare la qualità della vita per i pazienti e gli operatori sanitari.
“Ilsurriscaldamento 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 essere in grado di vivere a casa più a lungo”.
Prof. Clifford B. Saper
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