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Scoperti dei sensori che leggono i livelli di energia e regolano i cicli sonno-veglia: possibili nuove terapie per Alzheimer, epilessia e diabete
Un team di ricerca della University of Kentucky, guidato dal Sanders-Brown Center on Aging, ha individuato un meccanismo chiave che collega metabolismo e sonno. I ricercatori hanno scoperto che alcuni canali neuronali, noti come canali del potassio sensibili all’ATP (KATP), svolgono un ruolo cruciale nella regolazione dei cicli sonno-veglia. Questi canali agiscono come sensori energetici nel cervello e influenzano profondamente la qualità e la stabilità del sonno, facilitando anche il passaggio tra i diversi stadi del riposo.
Lo studio, pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences, è stato coordinato da Nicholas Constantino, dottorando in neuroscienze, sotto la supervisione della professoressa Shannon Macauley, e ha coinvolto diverse sezioni dell’università, inclusi i dipartimenti di fisiologia, neuroscienze e il CNS-Met COBRE.
I canali KATP: sensori metabolici che governano il sonno
Per testare il ruolo dei KATP, il team ha utilizzato modelli murini privi di questi canali e tecniche avanzate di monitoraggio dell’attività cerebrale come l’EEG. I risultati hanno evidenziato che anche piccole variazioni nel consumo energetico cerebrale modificano profondamente il comportamento.
“Il nostro studio mostra che persino lievi cambiamenti nell’uso dell’energia possono avere effetti profondi sul comportamento”, spiega Macauley, docente di fisiologia presso il College of Medicine. Tra gli effetti osservati, variazioni nella quantità di sonno, nel modo in cui si dorme e nella qualità complessiva del riposo. I KATP si sono rivelati essenziali per la regolazione delle fasi del sonno.
Scoperto un ritmo circadiano nei canali KATP
Un risultato sorprendente emerso dalla ricerca è che i canali KATP mostrano un ritmo circadiano: la loro attività varia durante la giornata, suggerendo una funzione regolatrice legata al ciclo biologico del sonno.
“Non sapevamo che i KATP nei neuroni mostrassero un’espressione ritmica”, spiega Macauley. Inoltre, il team ha identificato una correlazione tra questi canali e i livelli di lattato, un metabolita fondamentale per il passaggio tra la veglia e le fasi di sonno profondo e REM. Questo rende i KATP centrali nel mantenimento dell’equilibrio tra le varie fasi del riposo.
Quando il cervello non percepisce il proprio fabbisogno energetico
Quando i KATP non funzionano correttamente, le cellule nervose perdono la capacità di comprendere quanto “carburante” serve per svolgere le funzioni vitali. Secondo Macauley, “quando le cellule non sanno valutare il proprio fabbisogno energetico, processi essenziali come la sintesi dei neurotrasmettitori si compromettono”, generando disturbi cognitivi e aumento dell’ansia. Inoltre, la ricerca dimostra che questi canali sono fondamentali per il corretto passaggio tra veglia, sonno profondo e sonno REM, stadi alterati in diverse patologie neurologiche.
Verso nuove terapie per Alzheimer, epilessia e diabete
La scoperta è particolarmente promettente per condizioni in cui i disturbi del sonno si intrecciano con alterazioni metaboliche, come nel caso di Alzheimer, epilessia e diabete. “I canali KATP sono alterati in tutte queste malattie”, spiega Macauley, “e sono allo stesso tempo coinvolti nei disturbi del sonno”.
Esistono già farmaci approvati dalla FDA che agiscono su questi canali: lo studio apre dunque la strada a nuove terapie per migliorare il sonno attraverso la modulazione dei segnali metabolici. Un’ipotesi terapeutica che potrebbe rivoluzionare l’approccio a molte patologie neurodegenerative e croniche.
L’energia del cervello come chiave per dormire meglio
Il messaggio finale della ricerca è chiaro: la qualità del nostro sonno dipende anche da come il cervello percepisce e utilizza l’energia disponibile.
“Modificare il modo in cui il corpo percepisce e usa il carburante può influenzare profondamente sia il sonno che i comportamenti da svegli”, conclude Macauley. Una nuova frontiera si apre per la scienza del sonno, che ora guarda al metabolismo cerebrale come possibile leva per migliorare la salute.
