Gli esseri umani e altri mammiferi reagiscono a situazioni di stress attraverso una serie di adattamenti evolutivi ben orchestrati. Che si tratti di un predatore in cerca del suo prossimo pasto, o della preoccupazione di perdere il lavoro, il nostro corpo rilascia una cascata di ormoni dello stress. La frequenza cardiaca s’impenna, il respiro accelera, i muscoli sono tesi e compaiono perline di sudore.Questa cosiddetta risposta “combatti o fuggi” è stata molto utile ai nostri antenati, ma la sua continua attivazione nella vita moderna ha un costo. Gli scienziati iniziano capire che lo stress spesso aggrava diverse malattie, tra cui depressione, diabete, malattie cardiovascolari, HIV/AIDS e asma. Una teoria spera di spiegare il legame tra lo stress e questo diffuso scompiglio attribuendone la responsabilità a una fonte inaspettata: le microscopiche centrali elettriche all’interno di ogni cellula.Ciascuna nostra cellula contiene centinaia di piccoli mitocondri – strutture subcellulari, o organelli, a forma di fagiolo che forniscono l’energia necessaria per il normale funzionamento cellulare. I mitocondri hanno un proprio genoma circolare con 37 geni. Noi ereditiamo questo DNA mitocondriale solo dalle nostre madri, così la composizione del codice di questo DNA rimane relativamente costante da una generazione all’altra.Ma la nostra risposta di combatti o fuggi pone richieste estreme ai mitocondri. All’improvviso, hanno bisogno di produrre molta più energia per alimentare un battito cardiaco più veloce, espandere i polmoni e tendere i muscoli, e questo li rende vulnerabili ai danni. A differenza del DNA nel nucleo della cellula, però, i mitocondri hanno meccanismi di riparazione limitati. E recenti studi su animali hanno dimostrato che lo stress cronico non solo porta a danni mitocondriali in regioni cerebrali come ippocampo, ipotalamo e corteccia, ma provoca anche il rilascio di DNA mitocondriale nel citoplasma cellulare, e alla fine nel sangue.Gli scarti genetici non sono rifiuti cellulari inerti. “Questo DNA mitocondriale in circolo agisce come un ormone”, dice Martin Picard, psicobiologo alla Columbia University, che per gran parte dell’ultimo decennio ha studiato come si comportano i mitocondri e il loro DNA al di fuori delle cellule. L’espulsione del DNA mitocondriale dalla cellula imita in qualche modo il rilascio di cortisolo da parte delle ghiandole surrenali in risposta allo stress, dice. Alcune cellule producono il DNA mitocondriale circolante e, come per le ghiandole surrenali, il suo rilascio è innescato anche dallo stress.Per dimostrare che lo stress psicologico può causare il rilascio di DNA mitocondriale da parte delle cellule, Picard e il suo gruppo hanno ideato un test da sforzo rapido. Hanno chiesto a 50 uomini e donne sani di pronunciare davanti a una telecamera un discorso veloce difendendosi da una falsa accusa. Poi i ricercatori hanno prelevato campioni di sangue dai partecipanti e li hanno confrontati con il sangue prelevato immediatamente prima che i partecipanti fossero sotto stress. Anche se il compito stressante è durato solo cinque minuti, gli scienziati hanno scoperto che 30 minuti dopo il test i livelli di DNA mitocondriale circolante nel siero dei soggetti studiati erano più che raddoppiati. Questi risultati, attualmente sottoposti a revisione, forniscono la prima prova diretta di come i frammenti di DNA mitocondriale che galleggiano nel nostro sangue possono trasmettere lo stress ad altre parti del corpo, come le tessere di un domino che cadono una dopo l’altra.Studi precedenti hanno fornito diversi indizi che suggeriscono che il DNA mitocondriale in circolo è un segno distintivo dello stress. Nel 2016 alcuni ricercatori svedesi hanno pubblicato su “Translational Psychiatry” risultati che mostrano livelli elevati di DNA mitocondriale al di fuori della cellula in 37 persone che avevano tentato da poco il suicidio. All’inizio di quest’anno lo stesso gruppo di scienziati ha pubblicato un altro articolo su “ Neuropsychopharmacology” in cui si mostra che le persone con depressione maggiore hanno livelli elevati di DNA mitocondriale circolante, e che questi livelli continuano ad aumentare nei pazienti che non rispondono bene ai farmaci antidepressivi.Questi studi fanno tutti parte di un campo di ricerca emergente sul DNA mitocondriale, in cui gli scienziati riconoscono che i piccoli organelli hanno effetti su una vasta gamma di malattie. “Il DNA mitocondriale è probabilmente l’elemento più sensibile del corpo”, dice Douglas Wallace, direttore del Center for Mitochondrial and Epigenomic Medicine al Children’s Hospital di Filadelfia. “Se i tuoi mitocondri stanno percependo un problema, allora anche tutto il resto è in difficoltà”.Nella sua ricerca Wallace ha dimostrato che le mutazioni del DNA mitocondriale sono più comuni nelle persone con disturbi dello spettro autistico rispetto agli adulti neurotipici. Altri studi degli ultimi anni hanno collegato la disfunzione mitocondriale a schizofrenia, Alzheimer, artrite e cancro, tutti problemi in cui notoriamente sono in atto processi infiammatori, osserva Picard.Ma come è stata innescata questa infiammazione causata dal rilascio di DNA mitocondriale dalle cellule? Un articolo di “Nature” del 2010 ha fornito la risposta: i ricercatori hanno mostrato il modo in cui il DNA mitocondriale, una volta liberato nel sangue in seguito a una lesione, mette in moto una risposta immunitaria pro-infiammatoria. A causa dell’origine batterica dei mitocondri e della struttura circolare del suo DNA, le cellule immunitarie credono che sia un invasore esterno. Quando il DNA mitocondriale circolante si lega a un particolare recettore sulle cellule immunitarie, il recettore TLR9, esse rispondono come se stessero reagendo a un elemento estraneo come un virus influenzale o una ferita infetta. Le cellule immunitarie rilasciano sostanze chiamate citochine che dicono ad altri globuli bianchi che devono presentarsi per svolgere il loro compito nei siti di infezione, infiammazione o trauma.Complessivamente, questa crescente comprensione del ruolo del DNA mitocondriale in circolo definisce un contesto di come lo stress psicologico possa portare a un’infiammazione diffusa, dice Picard. “I mitocondri sono l’anello mancante tra il nostro stato psicologico e i disturbi neurologici o altri disturbi che coinvolgono l’infiammazione”, dice.Si tratta di un interessante cambiamento rispetto agli aspetti anatomici della malattia tradizionalmente considerati, come il restringimento del cervello nei pazienti depressi. Ma ridurre disturbi come la depressione a squilibri cerebrali o al semplice restringimento della massa cerebrale non spiega tutto, dice Bruce McEwen, neuroendocrinologo alla Rockefeller University. “Se così fosse, si potrebbe prendere il Prozac o gli inibitori della ricaptazione della serotonina [SSRIs] per una correzione, ma ormai tutti si stanno rendendo conto che non è così che funziona”, dice. “Altrimenti, gli antidepressivi sarebbero più efficaci.”Se continueranno a emergere ulteriori prove dell’importanza di mitocondri sani, i farmaci che si concentrano sulla regolazione della produzione di energia cellulare potrebbero diventare una nuova linea di difesa dai disturbi psichiatrici e biologici.----------------------------(L'originale di questo articolo è stato pubblicato su "Scientific American" il 13 settembre 2018 . Traduzione ed editing a cura di Le Scienze. Riproduzione autorizzata, tutti i diritti riservati.)