Avete freddo? Tutta colpa della proteina
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D’inverno ce la prendiamo con il freddo, d’estate malediciamo il caldo. Freddo e caldo, due percezioni, individuali e contrapposte. Ma anche frutto di un meccanismo complesso di cui adesso si conosce un ulteriore dettaglio: è stata identificata la proteina che consente ai mammiferi di percepire il freddo.
Autori della scoperta i ricercatori dell’Università del Michigan che, coordinati dal neuroscienziato Shawn Xu, professore dello Sciences Institute, hanno pubblicato i risultati su Nature Neuroscience. Potrebbe essere questa la chiave di volta per decriptare il meccanismo secondo cui percepiamo il freddo in inverno e, anche, per comprendere la ragione per cui alcuni pazienti, in particolari condizioni patologiche, lo avvertono in maniera diversa. La proteina con sigla GluK2 (Glutamate ionotropic recettore kainato tipo subunità 2) è già stata rinominata “sensore del freddo” perché consente di percepire temperature sotto i 15 gradi.
L’esperimento in laboratorio
“I sensori di temperatura sono stati individuati oltre 20 anni fa – spiega Shawn Xu – con la scoperta di una proteina sensibile al calore, la Trpv1. Poi, grazie a studi successivi, sono state identificate le proteine che rilevano temperature calde, tiepide e persino fredde, ma non eravamo riusciti a confermare quella che rileva temperature sotto i 60° Fahrenheit (15° centigradi)”.
a ricerca ha coinvolto un modello murino, ma, sottolineano gli autori, anche se i topi rispondono normalmente a calore e stimoli, “mostrano un deficit nel rilevamento delle temperature fredde ma non freddissime”.
In un verme molte risposte
La storia parte da uno studio del 2019, quando nel laboratorio di Xu è stata identificata la prima proteina recettore del rilevamento del freddo in un verme lungo un solo millimetro, il Caenorhabditis elegans, usato come modello per comprendere le risposte sensoriali. GluK2 si trova principalmente sui neuroni del cervello, dai quali arrivano i segnali chimici idonei alla comunicazione tra i neuroni stessi. Principalmente ma non solo, visto che la proteina è espressa anche nei neuroni sensoriali del sistema nervoso periferico (cioè fuori del cervello e del midollo spinale).
“Abbiamo capito così che questa proteina – precisa Bo Duan, co-autore senior dello studio – svolge una funzione completamente diversa nel sistema nervoso periferico, elaborando segnali di temperatura e non chimici per percepire il freddo”.
Di GluK2 Xu ipotizza che il rilevamento della temperatura potrebbe essere stato uno degli scopi originari della proteina: “Il gene GluK2 ha parenti lungo l’albero evolutivo, fino ai batteri unicellulari. Ma un batterio non ha cervello e, quindi, perché dovrebbe sviluppare un modo per ricevere segnali chimici da altri neuroni? Perciò penso che il rilevamento della temperatura possa essere una funzione antica”.
Gli effetti degli studi sui pazienti oncologici
Ci si chiede quali ricadute potrebbe avere la scoperta. E subito risponde Xu: “Sulla salute in generale, ma anche sui pazienti oncologici sottoposti a chemio che spesso patiscono reazioni dolorose al freddo”.
Ma come avviene a livello ipotalamico la termoregolazione? Lo spiega Andrea Giustina, direttore dell’Institute of Endocrine and Metabolic Sciences dell’Irccs San Raffaele di Milano: “L’ipotalamo è quella porzione di sistema nervoso centrale in stretto contatto (anatomico e funzionale) con l’ipofisi che a sua volta regola tante funzioni endocrine.
La regione preottica anteriore dell’ipotalamo è dotata di recettori per il caldo (“warm receptors”) e per il freddo (“cold receptors”). I “warm”, ben studiati, appartengono alla famiglia dei recettori adrenergici attivati da un aumento della temperatura del sangue.
A seguito di questa attivazione viene trasmesso un segnale all’ipotalamo che, a sua volta, induce risposte corporee mirate a una dissipazione del calore in eccesso, come la vasodilatazione e la sudorazione. Al contrario, i “cold receptor” (recettori serotoninergici), quando attivati, trasmettono il loro segnale ai neuroni della regione mediale dell’ipotalamo posteriore che attivano meccanismi conservativi di energia (vasocostrizione e aumentata produzione di calore attraverso il tremore)”.
Il sistema nervoso periferico
Poi, oltre che a livello del sistema nervoso centrale i recettori per caldo e freddo sono presenti anche nei neuroni sensoriali del sistema nervoso periferico, attivati dall’ambiente esterno. La novità della ricerca? “GluK2 potrebbe aiutare a comprendere meglio e forse trattare alcune condizioni di eccessiva sensibilità al freddo spontanee o indotte da farmaci”.
www.repubblica.it 2024-04-04 02:39:06