Le cellule immagazzinano ricordi: cosa significa per la salute?

La memoria è uno degli aspetti più cruciali della nostra salute e della nostra identità umana. Attraverso la memoria creiamo la nostra individualità, le nostre relazioni specifiche con il mondo che abitiamo e impariamo a stare al sicuro e a fare scelte sane.

Storicamente, la capacità di creare, mantenere e aggiornare i ricordi è stata legata al cervello umano.

Sempre più spesso, però, i ricercatori si chiedono se esista una memoria corporea, cioè se diverse parti del nostro corpo possano anch’esse creare e immagazzinare un tipo di memoria e, in tal caso, come queste altre memorie possano essere influenzate e, a loro volta, influire su aspetti della nostra salute.

Le prove emerse di recente sembrano suggerire che la memoria umana possa essere un affare ancora più complesso di quanto abbiamo finora immaginato.

Anche le cellule non cerebrali immagazzinano ricordi

Nel novembre 2024, un gruppo di ricercatori del Center for Neural Science della New York University (NYU) ha pubblicato su Nature Communications un documento che dimostra che anche le cellule del tessuto nervoso e del tessuto renale immagazzinano una sorta di memoria.

L’autore principale Nikolay Kukushkin, DPhil, professore associato di scienze biologiche alla NYU, ha raccontato che il suo “laboratorio si interessa da molti anni alla memoria al suo livello più elementare”.

“In passato abbiamo studiato le lumache di mare perché formano ricordi molto semplici, permettendoci di capire come si formano. Ora abbiamo trovato una memoria ancora più semplice, comune non solo a diversi animali, ma a tutti i tipi di cellule”, spiega Kukushkin a proposito del nuovo studio del suo team.

“Quello che speravamo di scoprire […] è che le cellule generiche del corpo non hanno solo una ‘memoria’, hanno una memoria. È del tutto letterale. [Il nostro studio dimostra che non si tratta solo di una connessione metaforica: è lo stesso meccanismo che conserva le informazioni nelle cellule cerebrali e in quelle renali (gli stessi strumenti cellulari) e segue le stesse regole, ovvero l’effetto di spaziatura, il fatto che le esperienze separate nel tempo producono una memoria più forte rispetto alla stessa quantità di esperienze stipate in una sola volta”.

– Nikolay Kukushkin, DPhil

L’“effetto spaziatura” si riferisce al fenomeno per cui l’apprendimento, o la creazione di un ricordo, avviene in modo più efficace quando le informazioni, o l’esposizione a uno stimolo, sono distanziate.

Nel loro studio, Kukushkin e il suo team hanno testato la formazione dei ricordi in esperimenti di laboratorio su due tipi di cellule umane non cerebrali: cellule raccolte dal tessuto nervoso e cellule raccolte dal tessuto renale.

Hanno esposto entrambi i tipi di cellule a segnali chimici in uno schema distanziato che imita il modo in cui le cellule cerebrali apprendono attraverso l’esposizione a tali informazioni chimiche tramite neurotrasmettitori, o messaggeri chimici.

I ricercatori hanno scoperto che, proprio come le cellule cerebrali, questi altri tipi di cellule hanno risposto ai segnali chimici attivando un gene associato all’immagazzinamento della memoria.

Ciò suggerisce che, come le cellule cerebrali, anche altre cellule del corpo umano accumulano ricordi.

Quali tipi di memorie potrebbero immagazzinare le cellule non cerebrali?

La domanda che sorge spontanea è: Quali tipi di ricordi potrebbero immagazzinare le cellule del corpo? Questo, ci ha detto Kukushkin, “è un punto critico”.

“Ogni sistema memorizza ciò che sperimenta: una lumaca di mare memorizza cose da lumaca di mare, un essere umano memorizza cose da essere umano, una cellula renale memorizza cose da cellula renale”, ha spiegato Kukushkin, facendo anche riferimento a precedenti ricerche sulla formazione della memoria condotte su lumache di mare californiane.

“Non stiamo dicendo, come alcuni sembrano immaginare, che i ricordi ‘mentali’ (emozioni, conoscenze, abilità) siano immagazzinati nei reni”, ha chiarito il ricercatore. “Queste cose vengono comunque elaborate nel cervello, e nel cervello vengono immagazzinate. Ma altre cellule hanno le loro esperienze”.

Secondo Kukushkin, i ricordi immagazzinati nelle cellule non cerebrali in altre parti del corpo sono ricordi strettamente legati al ruolo che quelle specifiche cellule svolgono nella salute umana.

Così, ha dettagliato:

“Una cellula renale potrebbe essere esposta a diversi schemi di sali, fluidi e sostanze nutritive; in base a questi schemi, potrebbe cambiare il suo comportamento in futuro. Un esempio noto di questo tipo di memoria è ciò che accade alle cellule pancreatiche quando sono esposte a una grande quantità di zucchero. In risposta, rilasciano nel sangue un impulso di insulina, un ormone che favorisce l’assorbimento dello zucchero. Questo impulso raggiunge un certo picco e poi svanisce. Ma basta aspettare 20 minuti e ripetere il carico di zucchero: ora l’impulso di insulina diventa doppio”.

– Nikolay Kukushkin, DPhil

“Si può capire perché sarebbe utile”, ha detto Kukushkin, ‘se la capacità di assorbire gli zuccheri è stata esaurita, si dovrebbe aumentarla per assicurarsi di non sprecare alcun nutriente’.

“Ma se la si aumentasse in modo permanente, probabilmente si sarebbe sempre affaticati e affamati. Quindi l’aggiunta di un elemento di memoria nella cellula pancreatica la aiuta ad adattarsi ai modelli di nutrimento, proprio come i ricordi della ‘mente’ ci aiutano ad adattarci ai modelli di esperienza”, ha ipotizzato.

Quali implicazioni ha la memoria corporea per la salute umana?

Sebbene Kukushkin abbia dichiarato che il recente studio condotto da lui e dai suoi collaboratori “è una prova di principio”, altre ricerche recenti mostrano più chiaramente come le memorie immagazzinate in parti del corpo diverse dal cervello possano influenzare i risultati della salute nella pratica.

Uno studio pubblicato nel novembre 2024 su Nature ha scoperto che le cellule del tessuto adiposo (grasso) conservano una memoria dell’obesità anche dopo la perdita di peso, il che potrebbe contribuire all’effetto yo-yo della perdita di peso, per cui una persona riacquista il peso perso abbastanza rapidamente.

Lo studio, condotto da ricercatori del Politecnico di Zurigo, in Svizzera, sostiene l’idea che i fattori legati allo stile di vita, come i modelli alimentari non salutari che possono portare a condizioni croniche come l’obesità, possono innescare la formazione di memorie epigenetiche attivando geni che non erano stati espressi in precedenza.

Ferdinand von Meyenn, PhD, professore di nutrizione ed epigenetica metabolica al Politecnico di Zurigo e uno degli autori principali di questo studio, ha detto all’MNT che “questo progetto è nato dalla curiosità [del team] di sapere se le cellule conservano una memoria epigenetica degli stati metabolici precedenti”.

“La memoria epigenetica è ben nota per spiegare come le cellule figlie mantengano la loro identità trascrizionale attraverso la divisione cellulare, svolgendo un ruolo vitale nello sviluppo, nella rigenerazione e nella crescita. Ma che dire delle cellule che non si dividono? Anch’esse devono adattarsi agli stimoli esterni e quindi subiscono adattamenti epigenetici”, ha osservato.

Con questo studio, von Meyenn e i suoi colleghi volevano capire se una condizione cronica come l’obesità modificasse il modo in cui il tessuto adiposo reagisce ai fattori esterni e, in tal caso, se tali cambiamenti fossero permanenti o reversibili.

La memoria epigenetica dell’obesità può ostacolare la perdita di peso

“Un’osservazione ben documentata è che l’organismo tende a difendere l’aumento di peso corporeo, rendendo notoriamente difficile la perdita e il mantenimento del peso”, ha sottolineato von Meyenn, riferendosi a fenomeni come la dieta yo-yo, che a sua volta è stata collegata a un maggiore rischio cardiovascolare.

Il ricercatore e i suoi colleghi hanno ipotizzato che “questo potrebbe essere dovuto a una sorta di ‘memoria metabolica’, in cui il corpo ricorda e cerca di tornare al suo precedente stato di obesità”.

Per dimostrare questa ipotesi, i ricercatori hanno analizzato in primo luogo il tessuto adiposo di topi in sovrappeso e di topi che avevano eliminato i chili di troppo.

“Abbiamo scoperto che gli adipociti hanno una ‘memoria’ dell’obesità anche dopo una significativa perdita di peso”, spiega von Meyenn.

“Negli adipociti di topo [cellule grasse] abbiamo scoperto che questa memoria è codificata nell’epigenoma, che è costituito da modifiche del DNA o delle proteine attorno alle quali il DNA è avvolto, che controllano l’attività dei geni. Questo epigenoma è cambiato negli adipociti dei topi obesi e rimane modificato anche dopo la perdita di peso”, ha spiegato.

La seconda fase dello studio prevedeva la conferma dei risultati negli esseri umani, analizzando campioni di tessuto adiposo di persone sottoposte a chirurgia bariatrica come forma di trattamento dell’obesità o del sovrappeso.

“Questa memoria sembra preparare le cellule a rispondere più rapidamente a un ambiente obesogeno [ambiente che favorisce l’aumento di peso] – ad esempio, cibi ad alto contenuto di zuccheri e grassi – che potrebbe essere collegato al recupero del peso corporeo dopo una dieta”, ha ipotizzato von Meyenn.

“Il nostro studio indica che uno dei motivi per cui è difficile mantenere il peso corporeo dopo la perdita di peso iniziale è che le cellule adipose ricordano il loro precedente stato di obesità e probabilmente mirano a tornare a questo stato. Ciò significa che per mantenere il peso corporeo bisogna ‘combattere’ questa memoria obesogena”.

– Ferdinand von Meyenn, PhD

Il corpo può “dimenticare” l’obesità?

“Da un punto di vista evolutivo”, ha detto von Meyenn, ‘ha senso mantenere una memoria che faciliti il recupero del peso piuttosto che la sua perdita’.

“Gli uomini e gli altri animali si sono adattati a difendere il loro peso corporeo piuttosto che a perderlo, poiché la scarsità di cibo era storicamente una sfida comune”, ha spiegato il ricercatore. “A livello sociale, questo potrebbe offrire un po’ di conforto alle persone che lottano contro l’obesità, in quanto suggerisce che la difficoltà a mantenere la perdita di peso potrebbe non essere dovuta solo a una mancanza di forza di volontà o di motivazione, ma piuttosto a una memoria cellulare più profonda che resiste attivamente al cambiamento”.

Rimane tuttavia una domanda: È possibile “cancellare” queste memorie corporee dell’obesità per facilitare una perdita di peso costante?

Questa domanda non ha ancora una risposta diretta.

“Attualmente non esistono interventi farmacologici mirati contro i cambiamenti epigenetici che abbiamo osservato”, ci ha detto von Meyenn. “Si stanno sviluppando strumenti che potrebbero colpire l’epigenoma, ma sono molto nuovi e non sono stati utilizzati nell’uomo”.

Ha espresso un cauto ottimismo sul fatto che la ricerca futura porterà le risposte e le soluzioni che cerchiamo:

“È possibile che il mantenimento di un peso corporeo ridotto o sano per un periodo sufficientemente lungo sia sufficiente a cancellare la memoria. Poiché il metabolismo è strettamente coinvolto nella regolazione dell’epigenoma, è anche possibile che alcuni integratori alimentari o nutrizionali possano contribuire a mitigare questo effetto. Inoltre, sono necessari studi futuri per verificare se i mimetici dell’incretina, come la semaglutide, possano cancellare o modificare questa memoria”.