Gli scienziati hanno dimostrato che lo stress ambientale può influenzare il normale sviluppo del sistema nervoso nei vermi che si avvicinano alla pubertà.
Gli scienziati stanno cercando di capire come i nostri geni (il nostro patrimonio genetico) e i diversi fattori ambientali modellano il nostro sistema nervoso durante le prime fasi dello sviluppo, quando cresciamo. Questa conoscenza può approfondire la nostra comprensione di diverse patologie neurologiche, causate principalmente da un'alterazione dei normali circuiti neurali del nostro sistema nervoso. In uno studio pubblicato su Nature , i ricercatori della Columbia University hanno studiato il sistema nervoso di piccoli vermi trasparenti (C. elegans) per chiarire come si sviluppa. Hanno dimostrato che lo stress causato da fattori ambientali può avere un effetto intenso e permanente sulle connessioni che si formano nel sistema nervoso ancora in fase di sviluppo. Nel loro esperimento, hanno sottoposto i vermi maschi a digiuno poco prima della maturazione sessuale, con l'obiettivo di ritardarne la pubertà. L'esposizione a stress esterni, in particolare al digiuno, anche solo pochi giorni prima della maturazione sessuale, ha influenzato i modelli di cablaggio dei circuiti neuronali critici nel sistema nervoso dei vermi , impedendo così i normali cambiamenti. Il programma di riorganizzazione del loro sistema nervoso è stato sostanzialmente interrotto. Una volta raggiunta la pubertà e l'età adulta, questi maschi " stressati " presentavano ancora circuiti immaturi nel sistema nervoso, che li portavano a continuare a comportarsi in modo immaturo. La loro immaturità è stata valutata osservando che i vermi maschi adulti stressati mostravano un'elevata sensibilità a una sostanza chimica tossica chiamata SDS, rispetto ai maschi adulti normali. I vermi stressati trascorrevano inoltre poco tempo con altri vermi ermafroditi e avevano difficoltà nell'accoppiamento.
Gli scienziati hanno fatto questa scoperta cruciale quando alcuni vermi sono stati accidentalmente lasciati incustoditi per alcune settimane e senza cibo. Ciò ha portato a una pausa nel normale sviluppo dei vermi, che sono entrati in uno stato chiamato "stato di dauer". Questo stato è come un arresto temporaneo nella normale crescita di un organismo. Nel caso dei vermi, quando i vermi immaturi percepiscono un qualsiasi tipo di stress, si verifica una pausa temporanea nella loro normale crescita per mesi e, una volta cessato lo stress, la crescita riprende. Quindi, dopo che lo stress della fame è passato, i vermi sono tornati nel loro ambiente normale e hanno continuato a maturare fino a diventare adulti. Esaminando il sistema nervoso dei vermi ormai adulti, si è osservato che alcune connessioni immature nella coda dei vermi maschi erano state mantenute, connessioni che idealmente sarebbero state eliminate (o potate) durante la maturazione sessuale. I ricercatori hanno approfondito le indagini affermando che lo "stato di dauer" era causato esclusivamente dallo stress della fame e non da altre forme di stress. Lo stress ha portato a una rimappatura dei loro circuiti neurali. Gli effetti opposti di due neurotrasmettitori – serotonina e octopamina – controllano la potatura dei circuiti neurali. I vermi sottoposti a stress presentavano un'elevata quantità di octopamina, che bloccava la produzione di serotonina. Se la serotonina veniva somministrata a maschi immaturi durante lo stress, la potatura dei circuiti avveniva normalmente e gli adulti iniziavano a mostrare una reazione matura allo stress. Al contrario, la somministrazione di octopamina ai maschi immaturi impediva la potatura dei circuiti. Lo studio suggerisce che lo stress può avere un effetto significativo sui cambiamenti del sistema nervoso durante le prime fasi dello sviluppo. Il neurotrasmettitore serotonina è associato alla depressione negli esseri umani.
Questa possibilità potrebbe essere vera anche per gli umani allora? Non è semplice negli umani poiché abbiamo un sistema nervoso molto più grande e complicato rispetto agli animali. Tuttavia, i vermi sono organismi modello semplici ma efficienti per studiare e analizzare i sistemi nervosi. I ricercatori principali di questo studio hanno avviato un progetto chiamato ceNGEN attraverso il quale mapperanno il patrimonio genetico e l'attività di ciascun neurone nel sistema nervoso del verme C. elegans, il che aiuterebbe a comprendere più dettagliatamente le strutture del sistema nervoso e la possibile collaborazione tra il proprio patrimonio genetico e le proprie esperienze.
***
Fonte (s)
Bayer EA e Hobert O. 2018. L'esperienza passata modella il cablaggio neuronale sessualmente dimorfico attraverso la segnalazione monoaminergica. Nature . https://doi.org/10.1038/s41586-018-0452-0
***
