Definito il ruolo della proteina Period nella regolazione del ritmo circadiano. A fare la differenza per un buon sonno è soprattutto lo stile di vita
Ci son voluti dei matematici per risolvere il mistero biologico per cui l’invecchiamento, la demenza e l’obesità creano disturbi del sonno. Tali condizioni spezzano il normale ritmo circadiano (cioè delle 24 ore) che regola il ciclo sonno-veglia (legato, almeno prima dell’arrivo della luce elettrica, all’alternanza buio-luce). Alla fine, ne sono uscite nuove indicazioni per provare a mettere a punto inedite strategie terapeutiche nell’affrontare la disregolazione circadiana e restituire al sonno il suo normale spazio. Dentro di noi abbiamo un orologio biologico regolato sul giro delle 24 ore. Il gene Period, scoperto nel 1984 da Michael Rosbash - scoperta che gli è valsa il Premio Nobel per la Medicina nel 2017 - codifica la proteina PER la cui produzione ed accumulo ritma il «periodo delle 24 ore» e dice al nostro organismo quando riposare.
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L’OROLOGIO BIOLOGICO DENTRO DI NOI
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La produzione della proteina PER aumenta per metà della giornata (la notte), poi decresce nel resto del tempo. I complessi meccanismi che regolano una perfetta oscillazione funzionano come una specie di clessidra. La proteina PER si accumula all’interno del citoplasma cellulare, compreso quello delle cellule del nostro orologio biologico (il nucleo soprachiasmatico) per 12 ore. Poi entrano rapidamente nel nucleo, dove riducono la trascrizione della proteina per le successive 12 ore, garantendo l’oscillazione del ritmo circadiano. Ed eccoci ora al mistero dinanzi al quale si sono trovati i ricercatori dell’Università della Florida. Come fanno le proteine PER ad entrare tutte insieme in un «luogo» dove già oltretutto si trovano altri materiali biologici?
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UN MODELLO MATEMATICO PER STUDIARE I RITMI CIRCADIANI
Gli studiosi, per meglio farsi capire, fanno questo esempio. Come potrebbero migliaia di impiegati provenienti da tutta New York infilarsi tutti insieme nella porta d’ingresso al palazzo degli uffici? Scatta allora la richiesta di soccorso ai matematici, che rispondono sotto la guida del professore Jae Kyoung Kim del Dipartimento di Matematica del Kaist, The Korea Advanced Institute of Science and Technology (Daejeon). Kim ha sviluppato un modello spaziotemporale e probabilistico che fa chiarezza sui movimenti delle PER e lo ha poi condiviso con il gruppo del professor Choogon Lee dell’Università della Florida, che così ha potuto continuare la ricerca. In base a questo, è parso chiaro come le proteine PER potessero entrare nel nucleo cellulare.
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INVECCHIAMENTO E OBESITÀ PEGGIORANO LA QUALITÀ DEL SONNO
Lo studio - i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista Proceedings of The National Academy of Sciences (PNAS) - è arrivato a spiegare perché invecchiamento, obesità e demenza ostacolano il ritmo corretto improntato sulle 24 ore. Con un'inevitabile ricaduta sulla qualità del sonno. In presenza dei disturbi citati, il citoplasma si trova oberato di «spazzatura»: aggregazioni di proteine, vacuoli (piccole cavità) di grasso, materiali vari che ostacolano il lavoro delle proteine PER che finiscono per entrare nel nucleo in tempi diversi. E questo spezza la regolarità del ritmo circadiano interrompendo più volte il sonno. «Da matematico, sono contento di questa collaborazione che può migliorare la vita di molte persone - ha concluso il professor Kim -. Spero ci siano più occasioni di incontro nelle ricerche tra la matematica e le scienze biologiche».
LA SOLITUDINE È NEMICA
DELLA LONGEVITÀ?
L’ESEMPIO DELLA CLESSIDRA
«Si parla di traffico citoplasmatico attorno al nucleo riferito alle proteine PER sulla linea delle scoperte dei tre Nobel: Jeffrey Hall, Michael Rosbash e Michael Young - commenta Giuseppe Plazzi, direttore del Centro del Sonno dell’Irccs delle scienze neurologiche di Bologna e presidente dell’Associazione italiana di medicina del sonno -. Ritornando all’esempio della clessidra, la sabbia scivola bene se le pareti del vetro sono lisce, pulite. Allo stesso modo, in un citoplasma malato e “sporco”, le proteine PER trovano continui ostacoli e fanno fatica a entrare rapidamente e simultaneamente nel nucleo, alterando il ritmo sonno-veglia». Per un buon sonno è fondamentale aver cura del proprio metabolismo. Ma prima di ricorrere alle medicine occorre fare da sé, impostando un corretto stile di vita: sana alimentazione, attività fisica continua, niente fumo.
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Serena Zoli
Giornalista professionista, per 30 anni al Corriere della Sera, autrice del libro “E liberaci dal male oscuro - Che cos’è la depressione e come se ne esce”.
