Lo stress psicologico può innescare risposte fisiologiche, incluso un aumento della temperatura corporea. È stato identificato un circuito neurale alla base di questa risposta al calore indotta da stress.
“Stai per salire sul palco per parlare di fronte a un vasto pubblico. Mentre aspetti, il tuo cuore inizia a battere forte, il tuo respiro aumenta, la tua pressione sanguigna aumenta e i tuoi palmi sudano. Queste risposte fisiologiche sono meccanismi evolutivamente conservati per preparare il tuo corpo a combattere contro i pericoli imminenti o a scappare rapidamente. Un’altra risposta chiave è un aumento della temperatura corporea. Lo stress emotivo può causare questa febbre psicogena in molte specie di mammiferi, dai roditori agli umani”.
Qual’ è il meccanismo neurale alla base di questo fenomeno? In un articolo pubblicato su Science, Kataoka et al.descrivono un circuito neurale chiave nell’ipertermia psicologicamente indotta. L’attuale lavoro si basa su una lunga eredità di ricerca dello stesso gruppo, che ha iniziato lo studio di un circuito neuronale che innesca la produzione di calore nel 2004, utilizzando il tessuto adiposo marrone come punto di ingresso. Il grasso bruno è un tipo di grasso “buono” che può generare calore quando necessario. Bloccando l’attività delle proteine del recettore β3-adrenergico, che sono abbondanti nel grasso bruno e consentono al tessuto di rispondere ai segnali dei neuroni, si attenua l’ipertermia indotta dallo stress.
Nello studio del 2004, i ricercatori hanno iniettato “traccianti retrogradi” virali nel grasso bruno nei ratti; i traccianti si muovono attraverso i neuroni collegati, consentendo agli autori di identificare le regioni del cervello da cui i neuroni proiettano verso il grasso. Ciò ha rivelato che i neuroni in una zona del tronco cerebrale chiamata rostrale midollare (rMR) si collegano al grasso bruno. Più tardi, lo stesso gruppo ha identificato l’ipotalamo dorsomediale (DMH) come una regione cerebrale chiave a monte dell’rMR. Quando gli autori hanno attivato artificialmente la via da DMH a rMR, hanno riscontrato un aumento dell’attività neuronale e della produzione di calore nel grasso bruno. Inaspettatamente, l’attivazione di questo percorso ha anche aumentato la frequenza cardiaca e la pressione sanguigna, suggerendo che DMH-rMR potrebbe coordinare varie risposte fisiologiche durante lo stress.
Nell’uomo, lo stress psicologico spesso comporta la comprensione di situazioni complicate, e quindi probabilmente richiede istruzioni da regioni della corteccia del cervello, che è coinvolta nella cognizione. Nel presente studio, Kataoka e colleghi si proponevanp di identificare le regioni corticali che potevano inviare queste istruzioni al DMH. Come nel loro precedente lavoro, gli autori hanno usato traccianti retrogradi – questa volta, iniettati nel DMH – per cercare neuroni che si collegano al loro circuito di generazione di calore. Hanno scoperto che solo una regione della corteccia poco studiata era fortemente etichettata dal tracciante. Questa regione, chiamata corteccia peduncolare dorsale e taenia tecta dorsale (DP / DTT), è anche molto attiva nei ratti sulla scia della sconfitta sociale (un’interazione ostile in cui l’animale ha perso una lotta con un altro topo dominante).
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Per esaminare il ruolo di questa regione nelle risposte allo stress, gli autori hanno compromesso la sua connessione al DMH in tre modi. Hanno bloccato l’attività in tutto il DP / DTT usando un inibitore chimico; hanno usato un virus per uccidere le cellule che sporgevano dal DP / DTT al DMH; e hanno usato un sofisticato approccio genetico per inibire l’attività specificamente nelle proiezioni che i neuroni DP / DTT inviano al DMH. In ogni caso, il loro intervento ha ridotto l’ipertermia indotta da stress.
Al contrario, l’attivazione artificiale delle proiezioni neuronali tra le due regioni ha suscitato una serie di risposte, tra cui aumenti della frequenza cardiaca, della pressione sanguigna e della produzione di calore nel grasso bruno. Il gruppo ha fornito prove del fatto che i neuroni DP / DTT inviano segnali eccitatori al DMH e ha dimostrato che le proiezioni dal DP / DTT terminano vicino alle cellule di DMH che, a loro volta, proiettano sull’RMR. Nel loro insieme, gli esperimenti di Kataoka e dei colleghi supportano l’idea di un circuito grasso bruno DP / DTT – DMH – rMR per la produzione di calore in risposta allo stress (Fig. 1).
Immagine: Figura 1 | Connessioni stressanti. Kataoka et al.
In che modo le informazioni relative allo stress raggiungono lDP / DTT? Ulteriori esperimenti di tracciamento retrogrado hanno rivelato che gli input più forti a DP / DTT provengono dalle regioni talamiche della linea mediana del cervello, inclusi i nuclei talamici paraventricolari (PVT) e mediodorsali (MD). PVT è altamente sensibile a vari fattori di stress fisici e psicologici, come segnali di predatori e dolore. Al contrario, MD interagisce con la corteccia prefrontale per mediare funzioni cognitive complesse, come l’apprendimento delle regole, l’astrazione, la valutazione e l’immaginazione (nell’uomo). Pertanto, ogni possibile fattore di stress, dal dolore fisico ai problemi legali previsti, può raggiungere DP / DTT. Non è chiaro, tuttavia, come i diversi fattori di stress siano codificati in DP / DTT, se le risposte di DP / DTT ai fattori di stress siano influenzate dall’esperienza e se i deficit nelle cellule DP / DTT possano essere responsabili di risposte fisiologiche anomale allo stress. Studi futuri che utilizzano registrazioni elettrofisiologiche o ottiche delle cellule DP / DTT aiuteranno a rispondere a queste domande.
