Gli scienziati scoprono che il cervello possiede un sistema di difesa segreto per la fertilità

Il cervello svolge un ruolo attivo nella protezione della fertilità dai danni causati dal calore, secondo uno studio che ha rivelato un sistema di comunicazione finora sconosciuto tra il sistema nervoso e le cellule riproduttive.

I ricercatori dell’Università Ebraica di Gerusalemme e dell’Università di Tel Aviv hanno scoperto che il cervello è in grado di percepire le condizioni ambientali e inviare segnali molecolari alla linea germinale — le cellule che producono spermatozoi e ovuli — aiutandola a resistere a condizioni di stress come temperature elevate.

La scoperta mette in discussione la precedente convinzione secondo cui le cellule riproduttive reagissero autonomamente allo stress termico. Lo studio dimostra invece che i neuroni possono preparare e proteggere queste cellule prima che si verifichino danni, consentendo agli animali di modulare le proprie risposte riproduttive in base all’ambiente circostante.

La ricerca, guidata dal dottor Yonatan Tzur dell’Università Ebraica insieme al dottor Chee Kiang Ewe, alla dottoressa Hanna Achache e al professor Oded Rechavi dell’Università di Tel Aviv, è stata pubblicata sulla rivista scientifica peer-reviewed Current Biology.

«Per decenni gli scienziati hanno ritenuto che le cellule riproduttive rispondessero direttamente alle condizioni ambientali, come il calore», hanno spiegato i ricercatori. «Questo studio dimostra che i neuroni aiutano attivamente a preparare e proteggere la linea germinale trasmettendo segnali molecolari che influenzano il modo in cui queste cellule affrontano condizioni di stress».

Utilizzando il verme microscopico Caenorhabditis elegans, un organismo modello molto usato nella ricerca biologica, gli scienziati hanno scoperto che piccole molecole di RNA prodotte dai neuroni contribuiscono a preservare la fertilità durante lo stress termico.

Quando questa via di comunicazione basata sul cervello veniva interrotta, i vermi diventavano in gran parte sterili a temperature elevate perché gli spermatozoi non riuscivano a svilupparsi correttamente. Tuttavia, il ripristino del meccanismo esclusivamente nei neuroni migliorava significativamente la fertilità, dimostrando che la risposta protettiva ha origine nel sistema nervoso.

«Abbiamo scoperto che il sistema nervoso non si limita a reagire all’ambiente, ma istruisce attivamente le cellule riproduttive su come rispondere», ha dichiarato Tzur.

«Il cervello sembra integrare le informazioni ambientali e trasmetterle alla linea germinale, contribuendo a preservare la fertilità in condizioni di stress. Questo cambia il modo in cui consideriamo il rapporto tra sistema nervoso e riproduzione».

I ricercatori hanno inoltre individuato un ruolo inatteso svolto dai neuroni che percepiscono l’ossigeno. Modificando il modo in cui il sistema nervoso interpretava i livelli di ossigeno — senza cambiare realmente l’ambiente circostante — gli scienziati sono riusciti a migliorare il successo riproduttivo durante lo stress da calore.

La scoperta suggerisce che gli animali non si affidano a un unico segnale ambientale per stabilire se le condizioni siano favorevoli alla riproduzione. Al contrario, il sistema nervoso potrebbe combinare diverse informazioni sull’ambiente e determinare se investire energie nella riproduzione possa portare alla nascita di una prole sana.

La via di segnalazione neuronale individuata contribuisce inoltre a proteggere l’integrità genetica delle cellule riproduttive riducendo i danni al DNA provocati dallo stress termico.

La ricerca offre nuove prospettive sul modo in cui il sistema nervoso coordina le risposte dell’intero organismo alle difficoltà ambientali e apre alla possibilità che meccanismi simili esistano anche in altri animali, compresi i mammiferi.

«Con il cambiamento climatico che sta influenzando sempre più la fertilità di numerose specie, comprendere i meccanismi naturali che proteggono le cellule riproduttive diventa particolarmente importante», ha affermato Rechavi. «Il nostro lavoro rivela un canale di comunicazione completamente inatteso tra cervello e linea germinale, che potrebbe rappresentare una strategia biologica fondamentale per adattare la riproduzione agli ambienti in trasformazione».

La scoperta potrebbe aprire nuove strade nello studio della salute riproduttiva umana, analizzando se meccanismi simili possano influenzare la qualità degli spermatozoi e degli ovuli in condizioni di stress ambientale.

Se sistemi analoghi di comunicazione tra cervello e cellule riproduttive esistessero anche negli animali da allevamento, la comprensione di questi meccanismi potrebbe aiutare gli scienziati a sviluppare strategie per aumentare la resistenza allo stress termico e proteggere la fertilità con l’aumento delle temperature globali.