Ecco come funziona la molecola della felicità / Here is how the molecule of happiness works

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Una nuova ricerca ha individuato indizi sul meccanismo molecolare con cui la serotonina potrebbe influenzare la flessibilità comportamentale, ovvero la capacità di adattare le nostre azioni in base a come cambia l’ambiente che ci circonda

 Un team di ricercatori è riuscito a ricostruire le fasi del meccanismo di funzionamento della serotonina, la cosiddetta molecola della felicità, a livello dei circuiti neuronali dei gangli della base, in particolare del circuito talamo-striatale. Questi circuiti sono importanti per il controllo del movimento e della flessibilità comportamentale, ossia la capacità di adattarsi ai cambi di contesto da un punto di vista emotivo e motorio, e non funzionano correttamente nel caso di patologie come il morbo di Parkinson o i disturbi ossessivi-compulsivi.

La ricerca, pubblicata sulla rivista internazionale Neuron, è stata coordinata da Raffaella Tonini del dipartimento di Neuro Modulation Cortical e Subcortical Circuits dell’Iit- Istituto italiano di tecnologia, con la collaborazione del dipartimento di Biologia dell’Università di Pisa e di un partenariato internazionale di enti di ricerca fra cui la Sorbonne Université di Parigi. “Ricostruire in maniera molto accurata i meccanismi molecolari con cui la serotonina funziona nel cervello – spiega Tonini – è importante anche per capire cosa avviene in condizioni patologiche in cui la serotonina non viene prodotta o in cui mancano i recettori specifici a cui legarsi”.

Nel corso dello studio, i neuroscienziati hanno utilizzanto approcci sperimentali avanzati, tra cui l’optogenetica e la chemogenetica, per accendere e spegnere i neuroni attraverso la luce o l’attivazione di proteine geneticamente ingegnerizzate. Manipolando i livelli di serotonina, i ricercatori hanno così potuto definire per la prima volta il meccanismo d’azione di un suo specifico recettore, il recettore 5-HT4, e il tipo di connessioni neuronali che modula. Tale meccanismo d’azione sembrerebbe dipendere dalla localizzazione di questo recettore in regioni specifiche del neurone.

“Questo è stato possibile – spiega Massimo Pasqualetti dell’Ateneo pisano – grazie alla possibilità che oggi abbiamo in laboratorio di generare modelli animali in cui l’attività di una specifica popolazione neuronale, in questo caso quella dei neuroni che producono la serotonina, può essere modulata in remoto, così da verificare in tempo reale le conseguenze della riduzione di rilascio di serotonina a livello dello striato”.

La serotonina è un neuromodulatore fino ad oggi noto per aver funzione nel regolare l’umore, l’appetito e altre funzioni legate all’aspetto emozionale. Il team IIT con questo studio ha dimostrato che la comunicazione tra neuroni del talamo e quello dello striato è ridotta se avviene in assenza di serotonina. Studi attualmente in corso nel laboratorio di Raffaella Tonini suggeriscono che bloccando l’azione del recettore 5-HT4, la capacità di adattarsi ad una nuova situazione, cambiando strategia d’azione, è più lenta.

Questo studio getta dunque le basi per comprendere patologie come la depressione, in cui il recettore per la serotonina 5-HT4 non viene prodotto in normale quantità, avvalorando recenti teorie neuropsichiatriche che evidenzierebbero nei pazienti affetti da depressione un’incapacità di adattarsi ai cambiamenti imposti dall’ambiente. “Capire i meccanismi molecolari con cui la serotonina opera in determinati circuiti neuronali è importante anche per il trattamento di patologie che hanno sintomi di comorbidità, tra cui i disturbi cognitivi e dell’umore associati al morbo di Parkinson, consentendo di migliorarne la terapia” – conclude Raffaella Tonini.

ENGLISH

New research has identified clues to the molecular mechanism with which serotonin could influence behavioral flexibility, ie the ability to adapt our actions based on how the environment around us changes

A team of researchers has succeeded in reconstructing the phases of the functioning mechanism of the serotonin, the so-called happiness molecule, at the level of the neuronal circuits of the basal ganglia, in particular of the thalamo-striatal circuit. These circuits are important for the control of movement and behavioral flexibility, ie the ability to adapt to changes in context from an emotional and motor point of view, and do not work properly in the case of diseases such as Parkinson's disease or obsessive-compulsive disorders .

The research, published in the international journal Neuron, was coordinated by Raffaella Tonini of the Neuro Modulation Cortical department and Subcortical Circuits of the Italian Institute of Technology, with the collaboration of the Department of Biology of the University of Pisa and an international partnership of research organizations including the Sorbonne Université in Paris. "Reconstructing in a very accurate way the molecular mechanisms with which serotonin works in the brain - explains Tonini - is also important to understand what happens in pathological conditions in which the serotonin is not produced or in which specific receptors to which to bind are lacking".

During the study, neuroscientists have used advanced experimental approaches, including optogenetics and chemogenetics, to turn on and off neurons through light or the activation of genetically engineered proteins. By manipulating the levels of serotonin, the researchers were able to define for the first time the mechanism of action of a specific receptor, the 5-HT4 receptor, and the type of neuronal connections that modulates. This mechanism of action would seem to depend on the location of this receptor in specific regions of the neuron.

"This has been possible - explains Massimo Pasqualetti of the Pisa University - thanks to the possibility that today we have in the laboratory to generate animal models in which the activity of a specific neuronal population, in this case that of the neurons that produce the serotonin, can be modulated remotely, so as to verify in real time the consequences of the reduction of serotonin release at the striatum level ".

Serotonin is a neuromodulator known to have a function in regulating mood, appetite and other functions related to the emotional aspect. The IIT team with this study has shown that communication between the thalamus and striatum neurons is reduced if it occurs in the absence of serotonin. Studies currently underway in the Raffaella Tonini laboratory suggest that by blocking the action of the 5-HT4 receptor, the ability to adapt to a new situation, by changing the action strategy, is slower.

This study therefore lays the foundations for understanding diseases such as depression, in which the 5-HT4 serotonin receptor is not produced in normal quantities, corroborating recent neuropsychiatric theories that would highlight in patients suffering from depression an inability to adapt to changes imposed by 'environment. "Understanding the molecular mechanisms with which serotonin works in certain neuronal circuits is also important for the treatment of conditions that have symptoms of comorbidity, including cognitive and mood disorders associated with Parkinson's disease, allowing to improve therapy" - Raffaella Tonini concludes.

Da:

https://www.galileonet.it/2018/06/ecco-funziona-molecola-felicita/