Pubblicato sulla rivista Nature Communications, lo studio suggerisce che i canali BK nel nucleo soprachiasmatico (SCN) – situato nell’ipotalamo del cervello – regolano il “passaggio” tra il sonno e la veglia.
I canali BK sono parte della famiglia del canale ionico. Nel cervello, sono responsabili di condurre elettricità che consente la comunicazione tra i neuroni o cellule cerebrali.
Secondo i ricercatori Prof. Andrea Meredith della University of Maryland School of Medicine e colleghi, questi canali sono particolarmente attivi nel SCN, che è la regione del cervello coinvolta nella regolazione dei ritmi circadiani che ci dicono quando andare a dormire, per quanto tempo e quando svegliarci.
Purtroppo, il ritmo circadiano di alcune persone o orologio biologico, è fuori sincrono e può portare a disturbi del sonno.
Per scoprire se i canali BK nel SCN giocano un ruolo nel ritmo circadiano, il Prof. Meredith e colleghi hanno analizzato il SCN dei topi. Il modello di sonno dei topi è opposto a quello degli esseri umani: dormono durante il giorno, ma rimangono svegli durante la notte.
I topi in grado di inattivare il canale BK hanno mostrato un aumento della veglia
Alcuni dei topi analizzati erano stati geneticamente modificati in modo che i loro canali BK nel SCN non potevano essere inattivati. Per registrare l’attività nei canali BK di questi topi – nonché l’attività del canale BK di topi normali – i ricercatori hanno impiantato degli elettrodi nei neuroni SCN dei roditori.
Tra topi normali, il team ha scoperto che durante la giornata, quando i roditori dormono, i canali BK erano inattivi, ma erano attivi durante la notte, quando i topi sono normalmente svegli.
Un canale BK inattivo durante il giorno ha innescato una maggiore attività neuronale nella SCN di topi che li ha indotti a dormire, ma nella notte, il canale BK attivo ha ridotto l’ attività neuronale, innescando lo stato di veglia.
La squadra ha raggiunto questa conclusione dopo aver individuato l’attività neuronale più bassa nei topi che erano in grado di inattivare i loro canali BK e questo ha portato ad un aumento della veglia durante il giorno.
I ricercatori fanno notare che, nonostante i topi abbiano un modello di sonno opposto a quello umano, l’associazione tra i cicli di attività e di sonno-veglia neuronali, nei topi e negli esseri umani è simile.
Lo studio dimostra che i canali BK sono fondamentali per la regolazione dei cicli sonno-veglia
Secondo il team, questo studio è il primo a dimostrare che l’inattivazione dei canali BK è la chiave per la codifica del ritmo circadiano del cervello che regola i cicli sonno-veglia.
In precedenza, altri studi hanno suggerito che il numero di canali ionici presenti sulla superficie delle cellule SCN è responsabile dell’attività neuronale che regola il ritmo circadiano. Quest’ultima ricerca, tuttavia, mostra che l’attivazione e inattivazione dei canali BK è responsabile del ciclo sonno/veglia.
Il Prof. Meredith dice:
“Sapevamo che i canali BK erano importanti in tutto il corpo, ma ora abbiamo una forte evidenza che essi sono specificamente e intrinsecamente coinvolti nel ciclo veglia-sonno. Questa scoperta è veramente eccitante”.
Secondo il team, i risultati dello studio potrebbero aprire la strada allo sviluppo di farmaci che hanno come target i ritmi circadiani e potrebbero contribuire a trattare i disturbi del sonno e le altre condizioni causate da una disfunzione del nostro orologio biologico.
Fonte: Nature Communications
