Dopo un ictus, il cervello avvia un lungo processo di riparazione. Questo processo non si limita alla semplice sostituzione delle cellule nervose danneggiate o alla creazione di nuove connessioni; è necessario anche rimuovere i sottoprodotti metabolici e le molecole di segnalazione infiammatoria dal tessuto colpito. Un nuovo studio dell’Università di Rochester suggerisce ora che l’orologio biologico dell’organismo possa svolgere un ruolo importante in questo processo. In esperimenti condotti sui topi, gli scienziati sono riusciti a potenziare in modo mirato i ritmi circadiani naturali. Ciò ha portato a miglioramenti in diversi indicatori di recupero a seguito di un ictus.

Tra le altre cose, gli animali trattati hanno mostrato un miglior recupero motorio. Allo stesso tempo, è stato osservato un aumento del flusso di liquidi nel cosiddetto sistema glinfatico e la concentrazione di varie molecole di segnalazione infiammatoria nel cervello è diminuita. I risultati sono interessanti perché il trattamento non è iniziato immediatamente dopo l’ictus. Le misure in questione sono state attuate solo tre giorni dopo l’evento, ben più tardi rispetto ai trattamenti acuti convenzionali, che si basano su un intervento il più rapido possibile.

Il cervello ha un proprio sistema di pulizia

Il cervello dispone di un sistema di fluidi che aiuta a eliminare i sottoprodotti metabolici: il cosiddetto sistema glinfatico. In questo sistema, il liquido cerebrospinale si muove lungo specifiche strutture cerebrali e favorisce il trasporto dei prodotti di scarto fuori dal tessuto nervoso. Il sistema è particolarmente attivo durante determinate fasi del sonno ed è stato quindi oggetto di intense ricerche per anni in relazione al sonno e alla salute del cervello.

Ricerche precedenti condotte da Maiken Nedergaard e dai suoi colleghi hanno dato un contributo significativo alla descrizione di questo sistema. Studi successivi hanno dimostrato che la sua attività non dipende esclusivamente dal sonno. Anche l’orologio biologico interno dell’organismo influenza quando e in che misura avviene il trasporto dei fluidi nel cervello. Ciò crea un’interessante connessione tra sonno, ritmi circadiani e pulizia del cervello.

Una revisione sistematica del 2022 condotta da Chong e colleghi ha valutato le ricerche disponibili sul rapporto tra sonno e funzione glinfatica. I risultati suggeriscono che il sonno sia strettamente legato alle variazioni nello scambio di liquidi nel cervello, sebbene i meccanismi esatti e la loro rilevanza per l’uomo non siano ancora stati del tutto chiariti.

Quali cambiamenti provoca un ictus?

Un ictus può alterare in modo significativo il delicato equilibrio nel cervello. Il danno porta, tra le altre cose, a reazioni infiammatorie e cambiamenti metabolici. Anche il sistema glinfatico smette di funzionare normalmente dopo un ictus. Ciò potrebbe rendere più difficile per il cervello eliminare determinati sottoprodotti metabolici e molecole di segnalazione infiammatoria.

È proprio qui che entra in gioco la nuova ricerca. Gli scienziati hanno iniziato chiedendosi se non sia fondamentale non solo il trattamento diretto del danno cerebrale, ma anche il sostegno dei ritmi propri dell’organismo, che guidano il cervello nei suoi processi di riparazione e depurazione.

Quando l’orologio interno va fuori sincrono

L’orologio biologico controlla ben più del semplice ciclo sonno-veglia. Quasi tutti gli organi e molte cellule del corpo seguono un ritmo di circa 24 ore. Tra questi figurano, ad esempio, il metabolismo, l’equilibrio ormonale, la temperatura corporea, la pressione sanguigna e numerosi processi all’interno del cervello.

Esistono inoltre prove di una connessione tra l’ictus e l’ora del giorno. Sia l’insorgenza che la gravità degli ictus possono variare nel corso della giornata. Allo stesso tempo, molte persone sviluppano disturbi nel ciclo sonno-veglia dopo un ictus.

Tali cambiamenti non sono irrilevanti. Un ritmo circadiano alterato può ostacolare il recupero dell’organismo ed è associato, tra le altre cose, a una qualità di vita inferiore dopo un ictus. I ricercatori hanno quindi posto una domanda interessante: stabilizzare l’orologio interno dell’organismo potrebbe aiutare il cervello a rigenerarsi in modo più efficace dopo un danno?

Diversi modi per rafforzare l’orologio biologico

Per approfondire questa questione, il team di ricerca ha testato vari modi per influenzare il ritmo circadiano. Tra questi figuravano stimoli luminosi sincronizzati con l’ora, la melatonina, il principio attivo KL001 e l’alimentazione a tempo limitato.

Gli scienziati hanno studiato inizialmente topi sani. I risultati hanno dimostrato che le diverse misure potevano aumentare l’attività del sistema glinfatico. Si sono poi concentrati su due approcci particolarmente promettenti: il KL001 e l’alimentazione a tempo limitato durante la fase attiva degli animali. Queste due strategie sono state successivamente testate su modelli murini di ictus.

Curiosità: il trattamento è iniziato solo alcuni giorni dopo

Un aspetto particolarmente degno di nota dello studio è stata la tempistica. Gli interventi non sono stati avviati immediatamente dopo l’ictus, ma solo tre giorni dopo. Ciò significa che il trattamento è iniziato al di fuori della ristretta finestra temporale entro la quale devono essere somministrati alcuni trattamenti consolidati per l’ictus acuto.

Nonostante questo ritardo, i topi trattati hanno mostrato un miglior recupero motorio. Inoltre, le lesioni cerebrali erano più piccole, il flusso del liquido glinfatico era più intenso e varie citochine infiammatorie erano presenti in concentrazioni inferiori.

Ciò non significa che un trattamento di questo tipo possa già essere utilizzato come terapia nell’uomo. Indica tuttavia che la modulazione dei ritmi circadiani in un modello animale può avere effetti misurabili anche dopo l’insorgenza del danno cerebrale.

Perché l’infiammazione potrebbe svolgere un ruolo importante

Dopo un ictus, la risposta infiammatoria è inizialmente una parte normale della reazione dell’organismo alla lesione. Il sistema immunitario contribuisce a rimuovere il tessuto danneggiato e ad avviare i processi di riparazione. Possono tuttavia insorgere problemi se i segnali infiammatori persistono per un periodo prolungato.

Il nuovo studio fornisce prove del fatto che una migliore funzione glinfatica potrebbe aiutare a eliminare tali segnali dal cervello in modo più efficace. È stato interessante notare che i cambiamenti non si limitavano a un singolo marcatore infiammatorio; diverse delle citochine esaminate mostravano tendenze nella stessa direzione.

Ciò potrebbe suggerire che le misure studiate non si limitino a bloccare una singola via infiammatoria. Al contrario, il miglioramento del flusso dei fluidi potrebbe contribuire a garantire che varie molecole di segnalazione infiammatoria vengano rimosse in modo più efficace dal tessuto cerebrale.

L’alimentazione a finestra oraria come possibile approccio

Di particolare interesse per ulteriori ricerche è ciò che è noto come alimentazione a finestra temporale. Ciò non implica necessariamente una riduzione della quantità di cibo consumato. Piuttosto, la chiave sta nel limitare l’assunzione di cibo a una specifica finestra temporale nell’arco della giornata. Ciò consente all’organismo di sperimentare periodi più lunghi senza assunzione di cibo e permette a determinati processi metabolici di allinearsi più strettamente al proprio orologio interno.

Nello studio attuale, questo principio è stato applicato ai topi ed è stato associato a un miglior recupero dopo un ictus. Ciò rende l’approccio scientificamente interessante perché rappresenta fondamentalmente un intervento comportamentale e non si basa necessariamente sui farmaci.

Tuttavia, da ciò non è ancora possibile ricavare raccomandazioni per le persone che hanno subito un ictus. L’alimentazione e il digiuno possono comportare rischi e requisiti specifici a seguito di un ictus. I risultati devono quindi essere prima verificati in ulteriori studi preclinici e, se necessario, in successive sperimentazioni cliniche.

L’orologio biologico del corpo influenza ben più del semplice sonno

I risultati sottolineano una tendenza nella cronobiologia: l’orologio biologico non è apparentemente importante solo per determinare quando dormiamo. I ritmi interni coordinano numerosi processi nell’organismo. Tra questi figurano i processi metabolici, gli ormoni, le funzioni vascolari e determinati processi cerebrali.

Anche il sistema glinfatico sembra essere integrato in questa organizzazione temporale. Il gruppo di ricerca di Lauren Hablitz sta quindi studiando in che modo le variazioni dei ritmi circadiani possano influenzare il funzionamento di questo sistema di depurazione. Ciò rivela una rete biologica più ampia: orologio interno → sonno e metabolismo → movimento dei fluidi nel cervello → eliminazione dei sottoprodotti metabolici e dei segnali infiammatori. Dopo un ictus, molti di questi processi potrebbero andare contemporaneamente fuori equilibrio.

L’orologio biologico come nuova prospettiva sulla riabilitazione post-ictus

Le nuove scoperte aprono un’interessante strada di ricerca, ma sono ancora lontane dall’essere applicate all’uomo. Lo studio attuale è stato condotto sui topi. Non è quindi ancora chiaro se i cambiamenti osservati nel sistema glinfatico e nel recupero dall’ictus possano essere estrapolati all’uomo.

Né è stato dimostrato in modo definitivo che il miglioramento dell’attività glinfatica sia effettivamente la causa del miglior recupero. È possibile, ad esempio, che più processi traggano contemporaneamente beneficio dalla stabilizzazione dei ritmi circadiani. Ulteriori studi dovranno quindi chiarire i rispettivi ruoli svolti dall’orologio biologico, dal trasporto del fluido glinfatico e dalle risposte infiammatorie.

Lo studio rivela un’interessante connessione tra tre ambiti a lungo considerati separatamente: la cronobiologia, la depurazione cerebrale e la riabilitazione post-ictus. Se i risultati saranno confermati da ulteriori studi, la stabilizzazione mirata del ritmo circadiano potrebbe un giorno rappresentare un ulteriore modo per favorire il recupero del cervello dopo una lesione. Fino ad allora, la scoperta più importante rimane principalmente di natura scientifica: l’orologio biologico potrebbe essere coinvolto in misura molto maggiore nei processi di riparazione e depurazione del cervello rispetto a quanto si pensasse in precedenza.