Combatti o fuggi: le nostre ossa giocano un ruolo?
L'adrenalina e il cortisolo guidano la nostra risposta di lotta o fuga. O almeno così pensavamo fino ad ora. Un nuovo studio punta il dito contro l'osteocalcina, molecola ossea, come attore centrale in questo meccanismo di sopravvivenza.
La risposta acuta allo stress, o risposta di lotta o fuga, è un meccanismo di sopravvivenza che consente agli animali di reagire rapidamente a situazioni minacciose.
Negli esseri umani, una scarica di adrenalina familiare accompagna la sensazione di pericolo. Ci prepariamo a combattere la minaccia imminente o fuggire da essa prima che i nostri corpi e le nostre menti si calmino e tornino a uno stato di riposo.
A livello fisiologico, la risposta acuta allo stress vede il sistema nervoso simpatico inviare un segnale alle ghiandole surrenali, che in risposta rilasciano adrenalina e cortisolo. Seguono un aumento della temperatura corporea, un aumento dell'energia prontamente disponibile nel sangue sotto forma di glucosio, nonché battiti cardiaci e respiri più veloci.
Tuttavia, rimangono delle domande sui principali fattori alla base del processo.
In un articolo sulla rivista Metabolismo cellulare, Il dottor Gerard Karsenty, professore presso il Dipartimento di Genetica e Sviluppo presso l'Irving Medical Center della Columbia University di New York, spiega che gli ormoni glucocorticoidi, come il cortisolo, agiscono lentamente e "hanno bisogno di ore per regolare i processi fisiologici, qualcosa che sembra incoerente con la necessità di una risposta immediata ".
Il dottor Karsenty ei suoi colleghi rivelano un nuovo attore sorprendente nella regolazione della risposta acuta allo stress.
Risposta allo stress "non possibile" senza osso
Il team di ricerca alla base di questo nuovo studio ha un interesse di vecchia data per il ruolo svolto dalle ossa nel nostro corpo. Una volta pensata semplicemente come la struttura che ci mantiene in posizione verticale, la ricerca del dottor Karsenty indica che le molecole rilasciate dall'osso hanno effetti di vasta portata su organi come il nostro cervello, muscoli e intestino.
"La visione delle ossa come un semplice assemblaggio di tubi calcificati è profondamente radicata nella nostra cultura biomedica", spiega.
Di particolare interesse è l'ormone osseo osteocalcina, che i ricercatori hanno implicato in una serie di processi fisiologici, come la secrezione di insulina, la funzione cerebrale e la fertilità maschile.
Ma dove si inserisce la risposta allo stress acuto in questo quadro?
"Se pensi all'osso come a qualcosa che si è evoluto per proteggere l'organismo dal pericolo: il cranio protegge il cervello dai traumi, lo scheletro consente ai vertebrati di sfuggire ai predatori e persino le ossa nell'orecchio ci avvisano dell'imminente pericolo - le funzioni ormonali di l'osteocalcina comincia ad avere un senso ", sottolinea Karsenty.
Per il loro studio, il team ha misurato i livelli di osteocalcina nei topi esposti a condizioni di laboratorio stressanti. Hanno anche misurato i livelli di osteocalcina di 20 volontari umani prima e 30 minuti dopo un intervento in pubblico e un esame incrociato di 10 minuti.
In tutti i casi, i ricercatori hanno osservato un aumento dei livelli di osteocalcina, ma non dei livelli di altri ormoni derivati dall'osso.
Nei topi, in particolare, il team ha trovato un rapido picco nei livelli di osteocalcina che ha raggiunto il suo picco dopo 2,5 minuti quando i ricercatori hanno esposto gli animali a un componente dell'urina di volpe.
Quando il team ha esposto topi geneticamente modificati che non erano in grado di produrre osteocalcina a un fattore di stress, non hanno visto i segni fisiologici della risposta acuta allo stress.
"Nei vertebrati ossei, la risposta acuta allo stress non è possibile senza l'osteocalcina", commenta Karsenty in merito alle sue scoperte.
Che ne dici di lasciare adrenalina e cortisolo?
Le persone che hanno il morbo di Addison, che è una condizione in cui le ghiandole surrenali non funzionano correttamente, possono reagire a situazioni stressanti con una risposta acuta allo stress, nonostante abbiano livelli più bassi di ormoni surrenali.
In ulteriori esperimenti, il team di ricerca ha esaminato i topi a cui erano state rimosse chirurgicamente le ghiandole surrenali e non erano quindi in grado di produrre cortisolo e adrenalina. Questi animali erano ancora in grado di montare una risposta acuta allo stress di fronte a un fattore di stress.
Ciò potrebbe essere dovuto a livelli più elevati di osteocalcina in questi animali, suggeriscono i ricercatori.
Hanno testato questa ipotesi utilizzando topi senza ghiandole surrenali che gli scienziati avevano ulteriormente modificato geneticamente in modo che gli animali non fossero in grado di produrre alti livelli di osteocalcina. Senza questa capacità, gli animali non erano in grado di attivare una risposta acuta allo stress quando i ricercatori li hanno esposti a un fattore di stress.
Questi risultati implicano che l'osteocalcina può guidare direttamente la risposta acuta allo stress, anche in assenza di adrenalina e cortisolo.
Infatti, quando i ricercatori hanno iniettato l'ormone nei topi in assenza di un fattore di stress, hanno visto "un aumento significativo della frequenza cardiaca, del dispendio energetico e del consumo di ossigeno nei topi", come spiegano nell'articolo.
"Cambia completamente il modo in cui pensiamo a come si verificano le risposte acute allo stress", commenta il dottor Karsenty sui risultati del suo studio.
"Anche se questo certamente non esclude che gli ormoni glucocorticoidi possano essere implicati in qualche modo nella risposta acuta allo stress, suggerisce la possibilità che altri ormoni [...] possano essere coinvolti".
Dottor Karsenty
Tuttavia, il team sottolinea che il loro studio ha dei limiti. Ad esempio, non hanno dimostrato con precisione come l'osteocalcina possa produrre i segni fisiologici caratteristici della risposta acuta allo stress.
Sono necessari ulteriori studi per definire i dettagli dei percorsi in modo più dettagliato. Tuttavia, questo studio evidenzia quanto c'è ancora da scoprire sulla complessa interazione tra le nostre diverse parti del corpo.
