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Salute

Medicina: perché l'orologio biologico merita il Nobel

Gli studi dei tre scienziati americani premiati quest'anno hanno aperto la strada a una scienza fondamentale per la nostra salute

Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash e Michael W. Young condividono quest'anno uno dei Nobel più ambiti, quello per la medicina, vinto grazie "alle loro scoperte sui meccanismi molecolari che controllano il ritmo circadiano".

Il nostro orologio biologico è quello che influenza il sonno, i livelli ormonali, la temperatura corporea, il nostro metabolismo, cioè il modo i cui impieghiamo l'energia derivata da ciò che mangiamo, e perfino i nostri comportamenti. I tre ricercatori hanno svelato il funzionamento di questo meccanismo cruciale, che può avere ricadute importantissime sulla nostra salute e in generale sulla qualità della nostra vita. E hanno dimostrato che i principi che lo regolano sono gli stessi in tutti i viventi. 

Ritmo universale

Tutte le forme di vita sulla Terra, siano esse vegetali o animali, regolano il proprio orologio biologico usando il sole, grazie a particolari processi interni all'organismo. Adattano cioè il loro ritmo biologico in modo che sia sincronizzato con il moto di rivoluzione della Terra intorno al sole. Secondo il comitato per il Nobel, i tre premiati "sono stati in grado di spiare all'interno del nostro orologio biologico e chiarire il suo funzionamento".

Pur non potendo offrire risposte su come regolare il ritmo circadiano, le ricerche degli scienziati premiati hanno chiarito l'importanza di una corretta igiene del sonno per mantenersi in buona salute. Nel 1984 Hall, Rosbash e Young hanno utilizzato i moscerini della frutta per isolare un gene che controlla il normale ritmo biologico quotidiano e hanno mostrato come questo gene codifichi una proteina (PER) che si accumula nella cellula durante la notte e si degrada durante il giorno. I livelli di questa proteina quindi oscillano nel ciclo di 24 ore, in sincronia con il ritmo circadiano.

La proteina che si autoregola

Successivamente, hanno individuato ulteriori componenti proteici di questo macchinario, esponendo il meccanismo che governa l'orologio all'interno della cellula. In pratica la proteina PER blocca l'attività del gene che l'ha prodotta, con un ciclo di feedback inibitorio che le consente di regolare il proprio stesso livello in un ritmo ciclico continuo. Ma per bloccare l'attività del gene che l'ha prodotta, la proteina PER, prodotta nel citoplasma, deve arrivare nel nucleo della cellula, dove si trova il materiale genetico. Nel 1994 Michael Young ha scoperto l'esistenza di un secondo gene coinvolto nel meccanismo dell'orologio biologico, che codifica per la proteina TIM. Quanto TIM si lega a PER le due proteine riescono a entrare nel nucleo della cellula dove bloccano l'attività del gene e chiudono il cerchio.

"A partire dalle scoperte seminali dei tre premiati, la biologia circadiana si è sviluppata in un campo di ricerca vasto e altamente dinamico, con implicazioni per la nostra salute e il benessere", si legge nella motivazione del premio. L'annuncio dell'assegnazione del Nobel per la Medicina arriva pochi giorni dopo l'uscita del libro Why We Spleep nel quale il neuroscienziato Matthew Walker, uno dei più grandi esperti di sonno del mondo, parla di una catastrofica epidemia mondiale di carenza di sonno e avvisa che in sostanza meno si dorme meno di campa. Per Walker è necessario tornare a dedicare al sonno le proverbiali 8 ore per notte per il nostro bene. Una persona di 45 anni o più che dorma meno di 6 ore per notte ha il 200% di probabilità in più di avere un infarto o un ictus nel corso della propria vita rispetto a chi dorme 7 o 8 ore.

Hall, Rosbash e Young hanno fornito gli strumenti essenziali per capire come funziona l'orologio biologico che regola le nostre funzioni vitali e per comprendere come un'interruzione del giusto ritmo sonno-veglia, come quello che si sperimenta con il jet-lag, possa essere la causa di tanti disturbi.

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