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Sui ritmi circadiani, alcune valutazioni sono da rivedere

In un ambiente naturale, le risposte comportamentali del moscerino della frutta, modello d’elezione per gli studi sui cicli sonno-veglia, mostrano notevoli differenze da quelle osservate in laboratorio, evidenziando l’importanza di fattori diversi dalla semplice alternanza luce-buio. E’ quindi possibile, osservano i ricercatori, che l’importanza dei geni che presiedono a questi ritmi sia stata sopravvalutata .

Uno studio sulle relazioni fra ritmi circadiani e comportamenti del moscerino della frutta in ambienti naturali ha rivelato notevoli differenze rispetto a quello che si osserva in laboratorio, indicando che alcune spiegazioni generalmente accettate per i comportamenti correlati ai ritmi circadiani potrebbero richiedere una nuova valutazione. Il risultato è stato ottenuto da un gruppo di ricercatori coordinati da Rodolfo Costa dell’Università di Padova e Charalambos P. Kyriacou dell’Università di Lecester, che illustrano la loro ricerca in un articolo su “Nature” a prima firma Stefano Vanin.Il moscerino della frutta Drosophila melanogaster è il principale modello per lo studio delle basi molecolari e genetiche dei ritmi circadiani perché la genetica su cui questi si fondano è praticamente la stessa dagli insetti fino all’essere umano.

La maggior parte delle attuali conoscenze sui ritmi biologici proviene però da studi di laboratorio, dove gli stimoli sono molto meno complessi che in natura. Per analizzare l’influenza dei fattori naturali che intervengono su questo meccanismo, Rodolfo Costa e colleghi hanno quindi monitorato i ritmi comportamentali di D. melanogaster tenuti in semiconfinamento all’aperto, rilevando svariati parametri ambientali come la temperatura, l’umidità, il sorgere e tramontare del sole e della luna, sia in una località climaticamente calda (Padova), sia in una fredda e umida (Leicester).

“I risultati sono stati molto sorprendenti. I moscerini, semplicemente, non fanno quello che dovrebbero”, spiegano i ricercatori. Per esempio, a differenza del tipico comportamento crepuscolare osservato in laboratorio, dove sono attivi prevalentemente all’alba e al tramonto, hanno mostrato di essere attivi di giorno e di dormire la notte, ma anche di discostarsi dai “comportamenti standard” per quanto riguarda l’anticipazione della transizione alla luce all’alba, la “siesta” di mezzodì, il comportamento notturno nelle notti di luna e l’importanza relativa degli stimoli di temperatura e luminosità.

“Gran parte del lavoro degli ultimi 40 anni sui ritmi biologici è basato sul ritmo sonno-veglia del moscerino della frutta”, osservano i ricercatori. “I geni-orologio identificati in questi decenni hanno definito il campo della cronobiologia, ma è possibile che l’importanza di questi geni per la sopravvivenza sia stata sopravvalutata. Questo studio suggerisce che il comportamento, che è il modo con cui il cervello interagisce con il suo ambiente (per esempio, se è troppo freddo, andando in un luogo più caldo), non ha bisogno di anticipare i cambiamenti nell’ambiente, ma può semplicemente reagire a essi. Ciò non toglie che probabilmente  la fisiologia di base abbia comunque bisogno di anticipare i cambiamenti regolari. Così, i tessuti periferici come il fegato, i reni, eccetera, potrebbero aver bisogno di anticipare i normali cambiamenti ambientali perché non sono in grado di reagire altrettanto rapidamente del cervello.”

Per questo gli autori, sottolineando il ruolo degli stimoli ambientali diversi dai cicli luce-buio sui ritmi comportamentali circadiani, auspicano una revisione delle ipotesi date per assodate sulla base di esperimenti di laboratorio effettuando nuovi studi con una migliore simulazione delle condizioni naturali.

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