Ecco come lo stress fa venire i capelli grigi. Risolto un rompicapo biologico

Gli scienziati dell'HSCRB scoprono il legame tra il sistema nervoso e le cellule staminali che rigenerano il pigmento

[31 Gennaio 2020]

Si dice che quando Maria Antonietta venne fatta prigioniera durante la Rivoluzione francese, i suoi capelli divennero bianchi in una sola notte. Negli Usa è famosa la vicenda di John McCain, un prigioniero di guerra che durante la guerra del Vietnam riuscì a fuggire dai vietcong ed emerse dalla jungla con i capelli completamente bianchi. Anche in Italia aneddoti e proverbi sull’improvviso sbiancamento dei capelli si sprecano e sempre più il veloce incanutimento viene associato a spaventi e a stii di vita stressanti.

Ora, per la prima volta, lo studio “Hyperactivation of Sympathetic Nerves Drives Melanocyte Stem Cell Depletion”, pubblicato su Nature da un team di ricercatori statunitensi e brasiliani guidato da Bing Zhang del Department of Stem Cell and Regenerative Biology (HSCRB) dell’Harvard University e dell’Harvard Stem dimostra esattamente come si svolge questo processo: «Lo stress attiva i nervi che fanno parte della risposta “lotta o fuggi” che a loro volta causano danni permanenti alle cellule staminali che rigenerano i pigmenti nei follicoli piliferi».

Secondo i ricercatori, lo studio fa progredire la conoscenza su come lo stress può avere un impatto sul corpo.

Il leader del team di ricerca, Ya-Chieh Hsu dell’HSCRB, spiega: «Tutti hanno un aneddoto da condividere su come lo stress influisce sul loro corpo, in particolare sulla pelle e sui capelli, gli unici tessuti che possiamo vedere dall’esterno. Volevamo capire se questa connessione è vera e, in tal caso, in che modo lo stress porta a cambiamenti nei diversi tessuti. La pigmentazione dei capelli è un sistema davvero accessibile e trattabile per cominciare e, inoltre, eravamo sinceramente curiosi di vedere se lo stress porta effettivamente a far ingrigire i capelli».

Dato che lo stress colpisce tutto il corpo, i ricercatori hanno dovuto prima capire quale sia il sistema corporeo responsabile del collegamento dello stress allo sbiancamento dei capelli: prima ha ipotizzato che lo stress provochi un attacco immunitario alle cellule produttrici di pigmenti, ma i topi privi di cellule immunitarie mostravano ancora l’ingrigimento del pelo, allora i ricercatori si sono rivolti al cortisolo, un ormone. Ma ancora una volta si è trattato di un vicolo cieco. Hsu. Evidenzia che «Lo stress aumenta sempre i livelli dell’ormone cortisolo nel corpo, quindi abbiamo pensato che il cortisolo potesse svolgere un ruolo. Ma sorprendentemente, quando abbiamo rimosso la ghiandola surrenale dai topi in modo che non potessero produrre ormoni simili al cortisolo, sotto stress i loro peli diventavano ancora grigi».

Dopo aver sistematicamente eliminato diverse possibilità, gli scienziati hanno affinato la ricerca sul il sistema nervoso simpatico, che è responsabile della risposta “lotta o fuga” e spiegano: «I nervi simpatici si diramano in ogni follicolo pilifero sulla pelle. Abbiamo scoperto che lo stress induce questi nervi a liberare la noradrenalina chimica, che viene assorbita dalle vicine cellule staminali rigeneranti del pigmento. Nel follicolo pilifero, alcune cellule staminali agiscono come un serbatoio di cellule che producono pigmenti. Quando i peli si rigenerano, alcune cellule staminali si convertono in cellule che producono pigmenti che colorano i peli».

I ricercatori hanno così scoperto che «La noradrenalina dai nervi simpatici provoca un’eccessiva attivazione delle cellule staminali. Le cellule staminali si convertono tutte in cellule produttrici di pigmenti, esaurendo prematuramente il serbatoio».

Hsu sottolinea che «Quando abbiamo iniziato a studiare tutto questo, mi aspettavo che lo stress fosse un male per il corpo, ma l’impatto dannoso dello stress che abbiamo scoperto va al di là di quello che immaginavo. Dopo pochi giorni, tutte le cellule staminali rigeneranti il ​​pigmento sono scomparse. Una volta sparite, non si può più rigenerare i pigmenti. Il danno è permanente».

I ricercatori dell’HSCRB fanno notare che «La scoperta evidenzia gli effetti collaterali negativi di una risposta evolutiva altrimenti protettiva». E il principale autore dello studio, Bing Zhang, aggiunge: «Lo stress acuto, in particolare la risposta “lotta o fuga”, veniva tradizionalmente considerato utile per la sopravvivenza di un animale. Ma in questo caso, lo stress acuto provoca l’esaurimento permanente delle cellule staminali».

Per collegare lo stress con l’ingrigimento dei capelli, i ricercatori sono partiti dalla risposta data da tutto il corpo e hanno progressivamente ingrandito la ricerca sui singoli sistemi di organi, sull’interazione cellula-cellula e, infine, fino alla dinamica molecolare. Un processo che ha richiesto una varietà di strumenti di ricerca, compresi metodi per manipolare organi, nervi e recettori cellulari e Zhang spiega ancora: «Per passare dal più alto livello al più piccolo dettaglio, abbiamo collaborato con molti scienziati di una vasta gamma di discipline, utilizzando una combinazione di approcci diversi per risolvere una questione biologica fondamentale».

Tra questi c’è l’immunologo Isaac Chiu dell’Harvard Medical School che studia l’interazione tra sistema nervoso e sistema immunitario e che aggiunge: «Sappiamo che i neuroni periferici regolano fortemente la funzione degli organi, i vasi sanguigni e l’immunità, ma si sa di meno su come regolano le cellule staminali. Con questo studio, ora sappiamo che i neuroni possono controllare le cellule staminali e la loro funzione e possono spiegare come interagiscono a livello cellulare e molecolare per collegare lo stress all’ingrigimento dei capelli».

Gli scienziati sono convinti che questi risultati possono aiutare a far luce sui più ampi effetti dello stress su diversi organi e tessuti e che questa comprensione aprirà la strada a nuovi studi che cercano di modificare o bloccare gli effetti dannosi dello stress.  Intanto, l’ Office of Technology Development  di Harvard ha presentato una richiesta di brevetto provvisorio sui risultati del laboratorio e sta coinvolgendo potenziali partner commerciali che potrebbero essere interessati ad applicazioni cliniche e cosmetiche.

Hsu conclude: «Comprendendo esattamente come lo stress influenza le cellule staminali che rigenerano il pigmento, abbiamo gettato le basi per capire come lo stress influisce su altri tessuti e organi del corpo. Comprendere come i nostri tessuti cambiano sotto stress è il primo passo fondamentale verso un eventuale trattamento che può arrestare o ripristinare l’impatto dannoso dello stress. In questo settore abbiamo ancora molto da imparare».