Che l’emoglobina sia uno dei componenti principali del sangue e che sia responsabile del suo colore rosso fiammante fa parte del comune patrimonio di conoscenze biomediche. Ora però dovremo aggiungere un nuovo paragrafo a questo capitolo: una recente scoperta italiana sta trasformando la percezione del ruolo di questa molecola nel nostro corpo. Sembra infatti che le catene dell’emoglobina non siano prodotte solo nei precursori dei globuli rossi ma rappresentino uno dei componenti di alcune cellule del nostro cervello.
La prima descrizione delle globine nel tessuto nervoso risale al diciannovesimo secolo. Più recentemente molecole di tipo globinico sono state individuate nei neuroni di vari invertebrati e successivamente neuro globine sono state identificate nel cervello dei mammiferi dove sono probabilmente coinvolte nel processo di risposta all’ipossia (cioè la carenza di ossigeno). Le nuove scoperte sono avvenute nell’ambito delle ricerche legate al morbo di Parkinson.
Presso la SISSA (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati) di Trieste, Stefano Gustincich, rientrato in Italia dagli Stati Uniti grazie al contributo della Fondazione Giovanni Armenise-Harvard, da cinque anni studia il Parkinson e cerca di capire perché nel cervello dei parkinsoniani muoiano in maniera massiccia le cellule cerebrali dette dopaminergiche, quelle cioè che producono la dopamina che è la molecola essenziale per il controllo efficace dei movimenti corporei.
I neuroni dopaminergici sono un gruppo di cellule anatomicamente e funzionalmente eterogenee e sono implicate in una varietà di attività cerebrali. Tra di loro, quelli mesencefalici (cioè del cervello medio) sono i maggiori produttori di dopamina e si presentano in due raggruppamenti cellulari: quelli della cosiddetta sostanza nera e quelli dell’area VTA (ventral tegmental area).
La scoperta di Gustincich è che l’emoglobina viene espressa nei neuroni dopaminergici della sostanza nera, la cui degenerazione porta al morbo di Parkinson, e nelle cellule gliali che in tutto il cervello circondano i neuroni come un tessuto connettivo. Utilizzando il metodo dei microarrays, piccoli supporti sulla cui superficie si stratifica il Dna di un organismo, Gustincich e le sue collaboratrici Marta Biagioli e Milena Pinto hanno dimostrato che all’aumentata espressione dei geni per le catene globiniche corrispondevano cambiamenti nell’espressione di geni legati all’omeostasi (cioè in pratica all’equilibrio) dell’ossigeno e alla fase finale del ciclo energetico cellulare nota come fosforilazione ossidativa.
I biochimici hanno pertanto ipotizzato che l’emoglobina, oltre che nel sangue, crei un magazzino di ossigeno anche nel cervello, proteggendo in questo modo il tessuto nervoso da microischemie.
La ricerca, che ha ricevuto finanziamenti per 150 mila dollari l’anno per cinque anni dalla Fondazione Armenise – Harvard, è stata appena pubblicata su Proceedings of the National Academy of Sciences e comprende, tra i collaboratori, il gruppo di Carlo Alberto Beltrami dell’Università di Udine e di Piero Carninci, del Centro Riken Omics di Yokohama (Giappone).
Oltre che nel Parkinson, questa scoperta potrà rivelarsi utile per studiare l’ictus cerebrale. Durante l’ischemia, infatti, parte del cervello riceve meno ossigeno: la presenza di emoglobina in quest’organo si spiegherebbe con la necessità di disporre prontamente di riserve di ossigeno da usare in casi estremi.
Michele Orioli
