L’assenza di cibo provoca alterazioni nell’espressione genica della corteccia cerebrale, andando a influire in particolare sull’orologio biologico che regola i processi metabolici. A sostenerlo, una ricerca coordinata da Paola Tognini, del Dipartimento di Ricerca Traslazionale dell’Università di Pisa, Unità di Fisiologia, in collaborazione con la University of California Irvine, USA; Scuola Normale Superiore; Istituto di Neuroscienze e Istituto di Fisiologia Clinica del Consiglio Nazionale delle Ricerche Cnr-Ifc e IRCCS Fondazione Stella Maris. Per arrivare a queste conclusioni gli studiosi hanno dimostrato che il beta-idrossibutirrato, un corpo chetonico prodotto dal nostro organismo durante le condizioni di digiuno, abbia la capacità di alterare la cromatina e l’espressione genica nella corteccia cerebrale: “L’assenza di cibo rappresenta uno stimolo stressante per il nostro organismo, il quale si trova a dover rispondere alle richieste energetiche di un gran numero di tessuti”, Tognini. “Il glucosio non è più sufficiente, e il nostro corpo comincia a produrre corpi chetonici come fonte energetica alternativa. Il beta-idrossibutirrato è il principale corpo chetonico che raggiunge il cervello durante periodi di digiuno. In passato si pensava che il cervello usasse il beta-idrossibutirrato solo come substrato per produrre energia. In collaborazione con i laboratori di Metabolomica, della dott.ssa Amalia Gastaldelli, e di Proteomica, della dott.ssa Silvia Rocchiccioli, di Cnr-Ifc, abbiamo utilizzato le tecniche di spettrometria di massa ad alta risoluzione per misurare le concentrazioni di beta-idrossibutirrato nel fegato (dove viene principalmente prodotto), nel plasma (dove viene rilasciato) e nel cervello scoprendo che le cellule cerebrali sfruttano il beta-idrossibutirrato anche come donatore chimico, causando alterazioni nella struttura di proteine, in particolare proteine che si trovano nel nucleo delle cellule e che sono in contatto con il DNA (la cosiddetta cromatina). In conseguenza di ciò, abbiamo scoperto drammatici cambiamenti nell’espressione genica del cervello.” Lo studio è stato pubblicato su Cellular and Molecular Life Sciences, Springer-Nature.
L’orologio biologico ha sede nell’ipotalamo, dove un gruppo di cellule detto nucleo soprachiasmatico (SCN) è in grado di sincronizzare tutte le attività biologiche dell’organismo. Questo nucleo lavora su un ciclo di 24 ore adattando i ritmi biologici dell’organismo a quelli esterni di alternanza giorno/notte. L’orologio biologico è regolato infatti dalla luce e dal buio: la luce blocca la melatonina, l’ormone che regola il sonno, facendoci rimanere svegli; l’opposto accade invece in condizioni di buio.
