L’orologio interno del corpo non solo determina quando dormiamo, ma anche la velocità di guarigione dei nostri muscoli. Un nuovo studio condotto sui topi dalla Northwestern Medicine e pubblicato su Science Advances suggerisce che le lesioni muscolari guariscono più velocemente quando si verificano durante le ore di veglia naturali dell’organismo. Secondo l’autrice principale Clara Peek, assistente alla cattedra di biochimica e genetica molecolare presso la Feinberg School of Medicine della Northwestern University, questi risultati potrebbero avere implicazioni per i lavoratori a turni e rivelarsi utili per comprendere gli effetti dell’invecchiamento e dell’obesità. Lo studio può anche aiutare a spiegare come interruzioni come il jet lag e il passaggio all’ora legale influenzino il ritmo circadiano e il recupero muscolare.

Ritmi circadiani e recupero muscolare

“In ogni nostra cellula ci sono geni che formano l’orologio circadiano molecolare”, ha detto Peek. “Questi geni dell’orologio codificano una serie di fattori di trascrizione che regolano molti processi in tutto il corpo, programmandoli in modo che avvengano all’ora appropriata del giorno. Cose come il comportamento sonno/veglia, il metabolismo, la temperatura corporea e gli ormoni: è tutto circadiano”. Una precedente ricerca del laboratorio di Peek ha scoperto che i topi rigenerano più rapidamente il tessuto muscolare quando il danno si verifica durante le normali ore di veglia. Quando i topi subivano danni muscolari durante le ore di sonno, la guarigione rallentava. Nello studio attuale, Peek e i suoi collaboratori hanno cercato di capire meglio come gli orologi circadiani delle cellule staminali muscolari controllino la rigenerazione a seconda dell’ora del giorno.

Per lo studio, Peek e i suoi collaboratori hanno eseguito il sequenziamento di singole cellule di muscoli feriti e non feriti nei topi in diversi momenti della giornata. Hanno scoperto che l’ora del giorno influenza la risposta infiammatoria delle cellule staminali, che segnalano i neutrofili, i “primi soccorritori” tra le cellule immunitarie innate nella rigenerazione muscolare. I ricercatori hanno scoperto che i segnali tra le cellule erano molto più forti subito dopo la lesione quando i topi erano stati feriti durante le ore di veglia. Si tratta di una scoperta entusiasmante e di un’ulteriore prova che la regolazione circadiana della rigenerazione muscolare è controllata da questo dialogo tra cellule staminali e cellule immunitarie. Gli scienziati hanno scoperto che l’orologio delle cellule staminali muscolari influenza anche la produzione di ^NAD+ dopo la lesione. Il ^NAD+ è un coenzima presente in tutte le cellule, essenziale per la produzione di energia nell’organismo e coinvolto in centinaia di processi metabolici. Il team di scienziati ha poi utilizzato un modello di topo geneticamente modificato che aumenta in modo specifico la produzione di ^NAD+ nelle cellule staminali muscolari e ha scoperto che il ^NAD+ induce risposte infiammatorie e il reclutamento di neutrofili, favorendo così la rigenerazione muscolare.

Un campo di ricerca entusiasmante

Secondo i ricercatori, i risultati potrebbero essere particolarmente rilevanti per la comprensione dei disturbi del ritmo circadiano associati all’invecchiamento e all’obesità. I disturbi circadiani associati all’invecchiamento e alle sindromi metaboliche come l’obesità e il diabete sono associati anche a una ridotta rigenerazione muscolare. Ora, dicono gli esperti, possiamo porci le seguenti domande: Questi disturbi circadiani contribuiscono a una minore capacità di rigenerazione muscolare in queste condizioni? Come influisce sul sistema immunitario?

In futuro, Peek e i suoi collaboratori sperano di determinare esattamente come il ^NAD+ inneschi le risposte immunitarie e come queste risposte siano alterate nelle malattie. Gran parte della biologia circadiana si concentra sugli orologi molecolari in singoli tipi di cellule e in assenza di stress. Fino a poco tempo fa, i ricercatori non disponevano della tecnologia necessaria per studiare adeguatamente le interazioni cellula-cellula. Capire come i diversi orologi circadiani interagiscono in condizioni di stress e rigenerazione è davvero una nuova ed entusiasmante frontiera.