Il segreto del letargo

L’impatto delle basse temperature sulla contrazione muscolare è stato studiato in una ricerca coordinata dall’Ateneo pubblicata sul Journal of General Physiology.
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Come è possibile che nei mammiferi in letargo la temperatura corporea diminuisca e il metabolismo rallenti senza cadere in uno stato incompatibile con la vita? Una risposta arriva da una ricerca coordinata dall’Università di Firenze e pubblicata sul Journal of General Physiology (Caremani et al. “Low temperature traps myosin motors of mammalian muscle in a refractory state that prevents activation” DOI: 10.1085/jgp.201912424).

PhysioLab
Da sinistra: Marco Caremani, Gabriella Piazzesi, Vincenzo Lombardi, Massimo Reconditi, Marco Linari

I ricercatori dell’Unità di Ricerca PhysioLab dell’Ateneo fiorentino – con il supporto del Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Scienze Fisiche della Materia e la collaborazione del King’s College di Londra –hanno studiato l’effetto delle basse temperature sulla contrazione muscolare determinando le modifiche strutturali subite dalle proteine (actina, miosina) responsabili della contrazione con la tecnica della diffrazione a raggi X alla linea di luce del sincrotrone APS di Argonne (USA). La contrazione muscolare ha inizio per un impulso elettrico che è trasmesso alle cellule muscolari dal sistema nervoso e induce la liberazione del calcio dai depositi intracellulari. In seguito all’aumento del calcio i motori molecolari, che si estendono dal filamento di miosina, possono attaccarsi ai filamenti di actina e tirarli producendo forza e accorciamento per scorrimento reciproco tra i filamenti a spese dell’energia fornita dal consumo di ATP, il “carburante” che a sua volta è rifornito dal metabolismo.

Con la diffrazione a raggi X– spiega Massimo Reconditi che ha diretto gli esperimenti ad Argonne – abbiamo scoperto che l’abbassamento della temperatura al di sotto di quella fisiologica intrappola i motori di miosina in uno stato refrattario, in cui il consumo di ATP e la formazione del legame con l’actina sono impediti.

“In questo stato, che viene raggiunto dai mammiferi che vanno in letargo quando la temperatura corporea scende insieme a quella dell’ambiente – conclude Vincenzo Lombardi, coordinatore del progetto – il muscolo, anche in presenza di una residua attività nervosa, non consuma ATP e, dal momento che i muscoli rappresentano il 40% della massa corporea, la riduzione della richiesta energetica permette la riduzione del metabolismo con il mantenimento delle funzioni vitali”.


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