Ricerca: così il digiuno cambia il cervello, studio Italia-Usa

Pisa, 17 gen. (Adnkronos Salute) - Molte persone ricorrono al digiuno spinte dalla moda o dalla pubblicità. Mentre alcuni effetti positivi di questa pratica sulla longevità sono noti, ancora non è chiaro cosa accade di preciso al cervello in conseguenza a uno scarso apporto di alimenti. Uno studio coordinato da Paola Tognini, ricercatrice del Dipartimento di Ricerca traslazionale dell'Università di Pisa, Unità di Fisiologia, fa luce su questo punto dimostrando che l'assenza di cibo provoca alterazioni nell'espressione genica della corteccia cerebrale, influenzando in particolare l'orologio biologico. I risultati del lavoro, pubblicati su 'Cellular and Molecular Life Sciences' (gruppo Nature), sono frutto di una collaborazione tra ateneo pisano, University of California di Irvine, Scuola Normale superiore di Pisa, Istituto di neuroscienze e Istituto di fisiologia clinica del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-In e Cnr-Ifc) e Irccs Fondazione Stella Maris.

L'équipe Italia-Usa ha spiegato in particolare come il beta-idrossibutirrato, un corpo chetonico prodotto dal nostro organismo durante il 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, che si trova a dover rispondere alle richieste energetiche di un gran numero di tessuti - afferma 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 dottoressa Amalia Gastaldelli e di proteomica della dottoressa 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".

I ricercatori hanno osservato che i principali cambiamenti nell'espressione dei geni riguardano l'orologio circadiano, il sistema che regola i processi biologici in sincronia con l'alternanza del giorno e della notte nell'arco delle 24 ore.

"I nostri esperimenti hanno dimostrato che non solo i livelli dei geni dell'orologio erano alterati - evidenzia Sara Cornuti, dottoranda della Normale di Pisa e prima autrice dell'articolo - ma anche l'attività locomotoria subisce dei cambiamenti. E' stato inoltre verificato che queste variazioni di ritmo circadiano si mantengono anche dopo la reintroduzione del cibo, suggerendo l'esistenza di una traccia di memoria nei circuiti implicati nel controllo di tali ritmi".

Dimostrando come il digiuno sia un potente regolatore dei livelli di espressione genica nel sistema nervoso centrale, il nuovo studio apre secondo gli autori nuove frontiere per l'utilizzo della nutrizione o dei supplementi alimentari come strategie alternative o adiuvanti per il trattamento di disturbi del neurosviluppo o neuropsichiatrici.