Immagine: innervazione simpatica elaborata (magenta) attorno alle cellule staminali dei melanociti (giallo). Lo stress acuto induce iperattivazione del sistema nervoso simpatico per rilasciare una grande quantità di neurotrasmettitore noradrenalina. La noradrenalina favorisce la rapida riduzione delle cellule staminali dei melanociti e l’ingrigimento dei capelli. Credito: Hsu Laboratory, Università di Harvard.
Quando Maria Antonietta fu catturata durante la Rivoluzione francese, i suoi capelli sarebbero diventati bianchi durante la notte. Per molto tempo, gli aneddoti hanno collegato esperienze stressanti al fenomeno dell’invecchiamento dei capelli. Ora, per la prima volta, gli scienziati dell’Università di Harvard hanno scoperto esattamente come si svolge il processo: lo stress attiva il sistema nervoso simpatico per la “risposta di lotta o fuga” che a sua volta causa danni permanenti alle cellule staminali che rigenerano i pigmenti nei follicoli piliferi.
“ Nel 1920,Walter Cannon ha descritto per la prima volta la reazione di attacco o fuga chiamata anche “reazione da stress acuta” o “fight or flight reponse”. Secondo questa teoria, uomini e animali reagiscono alle minacce con una scarica generale del sistema nervoso simpatico, una risposta è stata successivamente riconosciuta come la prima tappa di una sindrome generale di adattamento allo stress.
Poiché lo stress colpisce tutto il corpo, i ricercatori hanno dovuto prima restringere la “reazione da stress acuto” al colore dei capelli. Il team ha prima ipotizzato che lo stress provochi un attacco immunitario alle cellule produttrici di pigmenti. Tuttavia, quando i topi privi di cellule immunitarie mostravano ancora invecchiamento dei capelli, i ricercatori si sono rivolti all’ormone cortisolo. Ma ancora una volta, si sono trovati in un vicolo cieco.
“Lo stress aumenta sempre i livelli dell’ormone cortisolo nel corpo, quindi abbiamo pensato che il cortisolo potesse svolgere un ruolo nella perdita di colore dei capelli”, ha detto Hsu. “Ma sorprendentemente, quando abbiamo rimosso la ghiandola surrenale dai topi in modo che non potessero produrre ormoni simili al cortisolo, i loro capelli sono diventati ugualmente bianchi sotto stress”.
Dopo aver sistematicamente eliminato diverse possibilità, i ricercatori si sono concentrati sul sistema nervoso simpatico che è responsabile della risposta di lotta o fuga del corpo.
I nervi simpatici si diramano in ogni follicolo pilifero sulla pelle. I ricercatori hanno scoperto che lo stress induce questi nervi a rilasciare la noradrenalina che viene assorbita dalle cellule staminali rigeneranti del pigmento, vicine.
Danno permanente
Nel follicolo pilifero, alcune cellule staminali agiscono come un serbatoio di cellule che producono pigmenti.
Quando i capelli si rigenerano, alcune cellule staminali si convertono in cellule che producono pigmenti che colorano i capelli. I ricercatori hanno scoperto che la noradrenalina dai nervi simpatici provoca un’eccessiva attivazione delle cellule staminali. Le cellule staminali si convertono tutte in cellule produttrici di pigmenti, esaurendo prematuramente il serbatoio. “Quando abbiamo iniziato a studiare questo fenomeno mi aspettavo che lo stress fosse un male per il corpo, ma l’impatto dannoso dello stress che abbiamo scoperto andava oltre ciò che immaginavo”, ha detto Hsu. “Dopo pochi giorni, tutte le cellule staminali che rigenerano i pigmenti sono state perse. Una volta sparite, non è più possibile rigenerare il pigmento. Il danno è permanente”. “La scoperta sottolinea gli effetti collaterali negativi di una risposta evolutiva altrimenti protettiva”, hanno detto i ricercatori. “Lo stress acuto, in particolare la risposta di lotta o fuga, è stato tradizionalmente considerato benefico per la sopravvivenza di un animale. Ma in questo caso, lo stress acuto provoca l’esaurimento permanente delle cellule staminali”, ha detto il post-dottorato Bing Zhang, autore principale di lo studio.
Rispondere a una domanda fondamentale
Per collegare lo stress con la perdita del colore dei capelli, i ricercatori hanno iniziato a studiare la risposta allo stress di tutto il corpo e hanno progressivamente aumentato l’attenzione sui singoli sistemi di organi, l’interazione cellula-cellula e, infine, sono arrivati alla dinamica molecolare. Il processo ha richiesto una varietà di strumenti di ricerca lungo il percorso, inclusi metodi per manipolare organi, nervi e recettori cellulari. “Per passare dal più alto livello al più piccolo dettaglio, abbiamo collaborato con molti scienziati in una vasta gamma di discipline, utilizzando una combinazione di approcci diversi per risolvere una questione biologica fondamentale“, ha detto Zhang. Tra i collaboratori, Isaac Chiu, assistente Professore di immunologia presso la Harvard Medical School, che studia l’interazione tra sistema nervoso e sistema immunitario. “Sappiamo che i neuroni periferici regolano fortemente la funzione degli organi, i vasi sanguigni e l’immunità, ma sappiamo poco su come regolano le cellule staminali”, ha detto Chiu. “Con questo studio, ora sappiamo che i neuroni possono controllare le cellule staminali e la loro funzione e possiamo spiegare come interagiscono a livello cellulare e molecolare per collegare lo stress alla perdita di colore dei capelli”.
I risultati di questo studio possono aiutare a illuminare gli effetti più ampi dello stress su vari organi e tessuti. Questa comprensione aprirà la strada a nuovi studi che cercano di modificare o bloccare gli effetti dannosi dello stress.
“Comprendendo esattamente come lo stress influenza le cellule staminali che rigenerano il pigmento, abbiamo gettato le basi per capire come lo stress influisce su altri tessuti e organi del corpo”, ha detto Hsu. “Comprendere come i nostri tessuti cambiano sotto stress è il primo passo fondamentale verso l’eventuale trattamento che può arrestare o ripristinare l’impatto dannoso dello stress. Abbiamo ancora molto da imparare in questo settore“.
Fonte, Nature
