Stare sotto il sole per la salute del cervello: come i raggi UV arrivano a condizionare i neuroni

Sebbene l’esposizione ai raggi UV sia associata a diverse malattie della pelle, un’esposizione moderata ai raggi UV è benefica per la salute umana. Ad esempio, la luce UVB, una forma di energia radiante dalla luce solare, promuove la generazione di vitamina D nella pelle. La radiazione UV è stata utilizzata per trattare alcune malattie, come la psoriasi, la dermatite atopica, l’eczema, il linfoma cutaneo a cellule T, la vitiligine e il prurito uremico. È interessante notare che la luce UV non solo provoca effetti periferici, ma è anche associata a vari comportamenti neurologici legati al SNC. In particolare, è stato dimostrato che una moderata esposizione ai raggi UV influisce sull’umore, la dipendenza, la cognizione e la memoria. L’esposizione cronica ai raggi UV provoca alterazioni dei livelli di proteine, peptidi e piccole molecole nella pelle o nel sangue, come melanina, beta-endorfina, vitamina D e ossido nitrico. Prove crescenti suggeriscono che questi cambiamenti periferici nelle sostanze chimiche nel sangue indotti dall’esposizione ai raggi UV possono influenzare il cervello.

Ad esempio, l’esposizione ai raggi UV eleva la beta-endorfina della pelle, che può attraversare la barriera emato-encefalica (BEE), determinando così analgesia correlata agli oppioidi. Questa scoperta suggerisce una connessione tra i cambiamenti periferici indotti dalla luce UV nelle sostanze circolanti nel flusso sanguigno e la funzione cerebrale. Inoltre, è stato riscontrato che i livelli di una piccola molecola chiamata acido urocanico (UCA) sia nell’epidermide che nel plasma aumentano immediatamente dopo l’esposizione ai raggi UV. Non sono stati riportati gli effetti biologici di elevati livelli di UCA nel sangue sul corpo umano, in particolare sulla funzione cerebrale. Tuttavia, si sa relativamente poco sui meccanismi molecolari e cellulari che mediano i cambiamenti neurocomportamentali indotti dai raggi UV. L’acido urocanico, che funge come una sorta di “filtro solare”, non è stato mai rilevato nel cervello, ma un ultimo studio di quest’anno ha provato che lo si può ritrovare a causa di due fenomeni.

Uno è che dopo irradiazione della pelle con luce solare e produzione di acido urocanico conseguente, questo passa nel sangue e può attraversare la BEE per raggiungere svariate aree cerebrali. Questo è stato provato anche dopo avere esposto topi rasati alla luce UV. Secondo, l’esposizione di neuroni di ippocampo di topo in laboratorio alla luce ultravioletta UVB induce la sintesi di acido urocanico e poi di glutammato, uno dei maggiori neurotrasmettitori. Nel fegato ed in altri tessuti animali ed umani, l’acido urocanico è un intermedio della conversione dell’aminoacido istidina a glutammato, la via metabolica definita HIS-UCA-GLU. È interessante notare che l’analisi del singolo neurone ha rilevato non solo HIS, UCA e GLU ma anche altri due intermedi coinvolti nella via metabolica, in particolare l’acido 4-imidazolone-5-propionico e l’acido formimino-glutammico (FMGA). Inoltre, l’analisi delle proteine ha suggerito che gli enzimi chiave coinvolti nella via epatica HIS-UCA-GLU, tra cui istidasi, urocanasi e imidazolone-propionasi (IPPAnasi), sono presenti anche in molte regioni del cervello.

L’inibitore dell’urocanasi glycil-glycina ha bloccato l’aumento di glutammato indotto dai raggi UV ma non di UCA in questi neuroni, suggerendo così che l’aumento del glutammato indotto dall’esposizione agli UVB è dovuto principalmente all’attivazione della via metabolica UCA-GLU nel cervello. Queste scoperte ampliano la conoscenza di altri percorsi biosintetici del glutammato nei neuroni, oltre i percorsi per eccellenza, come il ciclo dell’acido tricarbossilico originato dal glucosio e il ciclo della glutammina tra neuroni e astrociti. È già stato sorprendente per i ricercatori trovare lo stesso acido urocanico all’interno del cervello. La presenza della via HIS-UCA-GLU nel SNC è supportata dai risultati clinici che mostrano che l’istidinemia e l’aciduria urocanica, che sono disordini metabolici ereditari. Essi sono dovuti rispettivamente al deficit di istidasi e urocanasi, e sono entrambi associate a più sintomi centrali dello sviluppo, compresi difficoltà di apprendimento, disturbi della parola o del linguaggio, intelligenza subnormale e ritardo mentale presumibilmente a causa della minore sintesi di GLU nei neuroni durante lo sviluppo cerebrale.

In conclusione, sebbene la sovraesposizione ai raggi UV possa causare diversi effetti negativi sulla salute, un’esposizione moderata ai raggi UV conferisce benefici alla salute fisica e mentale a più livelli. Una moderata esposizione alla luce UV influenza i comportamenti legati al sistema nervoso centrale, come l’emozione, l’apprendimento e la memoria, sebbene non sia chiaro quale meccanismo media questo fenomeno. Quest’ultima ricerca può dare suggerimenti o nuove ipotesi da seguire al riguardo.

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

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Informazioni su Dott. Gianfrancesco Cormaci 2484 Articoli
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry specialty in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Detentore di un brevetto sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of a patent concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica, salute e benessere sui siti web salutesicilia.com e medicomunicare.it