Firdaus Dhabhar
Uno studio guidato da uno scienziato della Stanford University School of Medicine ha tracciato le traiettorie delle cellule immunitarie chiave in risposta allo stress a breve termine.stress a breve termine e ha tracciato, in grande dettaglio, come gli ormoni innescati da tale stress aumentano la prontezza immunitaria. Lo studio, condotto sui ratti, aggiunge peso alla prova che la reattività immunitaria è aumentata, piuttosto che soppressa come molti credono, dalla cosiddetta risposta “fight-or-flight”.
I risultati dello studio forniscono una panoramica completa di come una triade di ormoni dello stress colpisce le principali sottopopolazioni cellulari del sistema immunitario. Offrono anche la prospettiva, un giorno, di poter manipolare i livelli di ormoni dello stress per migliorare il recupero dei pazienti da interventi chirurgici o ferite o le loro risposte ai vaccini.
Lo avete sentito mille volte: Lo stress fa male. Ed è certamente vero che lo stress cronico, che dura settimane e mesi, ha effetti deleteri tra cui, in particolare, la soppressione della risposta immunitaria. Ma lo stress a breve termine – la risposta fight-or-flight, una mobilitazione di risorse corporee che dura minuti o ore in risposta a minacce immediate – stimola l’attività immunitaria, ha detto l’autore principale Firdaus Dhabhar, PhD, professore associato di psichiatria e scienze comportamentali e un membro dell’Istituto di Stanford per l’immunità, trapianto e infezione.
E questa è una buona cosa. Il sistema immunitario è fondamentale per la guarigione delle ferite e per prevenire o combattere le infezioni, e sia le ferite che le infezioni sono rischi comuni durante gli inseguimenti, le fughe e i combattimenti.
Lavorando con i colleghi di Stanford e di altre due università in uno studio pubblicato online il 22 giugno in Psychoneuroendocrinology, Dhabhar ha dimostrato che sottoporre i ratti di laboratorio a un lieve stress ha causato una massiccia mobilitazione di diversi tipi chiave di cellule immunitarie nel flusso sanguigno e poi su destinazioni tra cui la pelle e altri tessuti. Questa migrazione su larga scala di cellule immunitarie, che ha avuto luogo in un arco di tempo di due ore, era paragonabile alla mobilitazione delle truppe in una crisi, ha detto Dhabhar. Lui e i colleghi avevano precedentemente dimostrato che una simile ridistribuzione delle cellule immunitarie in pazienti che sperimentano lo stress a breve termine di un intervento chirurgico predice un migliore recupero post-operatorio.
Nel nuovo studio, i ricercatori sono stati in grado di dimostrare che la massiccia ridistribuzione delle cellule immunitarie in tutto il corpo è stata orchestrata da tre ormoni rilasciati dalle ghiandole surrenali, in quantità diverse e in tempi diversi, in risposta all’evento che induce stress. Questi ormoni sono la chiamata alle armi del cervello al resto del corpo, ha detto Dhabhar.
“Madre Natura ci ha dato la risposta allo stress di lotta o di fuga per aiutarci, non per ucciderci”, ha detto Dhabhar, che ha condotto esperimenti per ben oltre un decennio sugli effetti dei principali ormoni dello stress sul sistema immunitario. La scorsa estate, Dhabhar ha ricevuto il premio Curt P. Richter della Società Internazionale di Psiconeuroendocrinologia per il suo lavoro in questo settore, culminato nel nuovo studio.
I risultati dipingono un quadro più chiaro di come esattamente la mente influenza l’attività immunitaria. “Il sistema immunitario di un impala non ha modo di sapere che un leone è in agguato nell’erba e sta per balzare, ma il suo cervello sì”, ha detto Dhabhar. In queste situazioni, sia il leone che l’impala traggono beneficio quando le cellule immunitarie che combattono gli agenti patogeni sono in posizione di prontezza in luoghi come la pelle e le membrane mucose, che sono ad alto rischio di danno e conseguente infezione.
Quindi ha perfettamente senso evolutivamente che l’attività di predatore/preda e altre situazioni in natura, come le sfide di dominanza e gli approcci sessuali, scatenino gli ormoni dello stress. “Non vuoi tenere il tuo sistema immunitario sempre in allerta”, ha detto Dhabhar. “Così la natura usa il cervello, l’organo più capace di rilevare una sfida in avvicinamento, per segnalare tale rilevamento al resto del corpo dirigendo il rilascio di ormoni dello stress. Senza di essi, un leone non potrebbe uccidere e un impala non potrebbe fuggire”. Gli ormoni dello stress non solo energizzano i corpi degli animali – possono correre più velocemente, saltare più in alto, mordere più forte – ma, si scopre, anche mobilitare le truppe immunitarie per prepararsi per i problemi incombenti.
La risposta si verifica in tutto il regno animale, ha aggiunto. Si vede più o meno lo stesso modello di rilascio di ormoni in un pesce che è stato raccolto fuori dall’acqua.
Gli esperimenti in questo studio sono stati eseguiti su ratti, che Dhabhar ha sottoposto a un lieve stress confinandoli (delicatamente, e con piena ventilazione) in recinti di plexiglas trasparente per indurre lo stress. Ha prelevato il sangue più volte durante un periodo di due ore e, per ogni punto di tempo, ha misurato i livelli di tre ormoni principali – norepinefrina, epinefrina e corticosterone (l’analogo del cortisolo negli esseri umani) – così come di diversi tipi di cellule immunitarie nel sangue.
Quello che ha visto è stato un modello di cambiamenti attentamente coreografato nei livelli di sangue dei tre ormoni insieme con il movimento di molti sottoinsiemi diversi di cellule immunitarie da serbatoi come la milza e il midollo osseo nel sangue e, infine, a vari organi “di prima linea”.
Per dimostrare che specifici ormoni erano responsabili dei movimenti di specifici tipi di cellule, Dhabhar ha somministrato i tre ormoni, separatamente o in varie combinazioni, a ratti le cui ghiandole surrenali erano state rimosse in modo che non potessero generare i propri ormoni dello stress. Quando i ricercatori hanno imitato il modello di rilascio dell’ormone dello stress precedentemente osservato nei ratti confinati, gli stessi modelli di migrazione delle cellule immunitarie sono emersi nei ratti senza ghiandole surrenali. Il trattamento placebo non ha prodotto alcun effetto simile.
Il modello generale, Dhabhar ha detto, è che la norepinefrina viene rilasciata presto ed è principalmente coinvolta nella mobilitazione di tutti i principali tipi di cellule immunitarie – monociti, neutrofili e linfociti – nel sangue. L’epinefrina, anch’essa rilasciata precocemente, mobilita monociti e neutrofili nel sangue, mentre spinge i linfociti verso destinazioni “da campo di battaglia” come la pelle. E il corticosterone, rilasciato un po’ più tardi, ha causato praticamente tutti i tipi di cellule immunitarie per dirigersi fuori dalla circolazione verso i “campi di battaglia”. Uno studio pubblicato da Dhabhar e i suoi colleghi nel 2009 nel Journal of Bone and Joint Surgery ha valutato il recupero dei pazienti da un intervento chirurgico in funzione dei loro modelli di ridistribuzione delle cellule immunitarie durante lo stress dell’operazione. Quei pazienti in cui lo stress della chirurgia ha mobilitato ridistribuzioni di cellule immunitarie simili a quelle viste nei ratti confinati nel nuovo studio hanno fatto significativamente meglio dopo rispetto ai pazienti i cui ormoni dello stress meno adeguatamente guidato le cellule immunitarie a destinazioni appropriate.
I meccanismi Dhabhar ha delineato potrebbe portare ad applicazioni mediche, come la somministrazione di basse dosi di ormoni dello stress o farmaci che imitano o antagonizzare loro al fine di ottimizzare la prontezza immunitaria dei pazienti per procedure come la chirurgia o vaccinazione. “Saranno necessari più studi, anche in soggetti umani, che speriamo di condurre, prima che queste applicazioni possano essere tentate”, ha detto Dhabhar. Più a portata di mano è il monitoraggio dei livelli di ormoni dello stress dei pazienti e dei modelli di distribuzione delle cellule immunitarie durante la chirurgia per valutare la loro prognosi chirurgica, o durante l’immunizzazione per prevedere l’efficacia del vaccino.
Lo studio è stato finanziato dalla John D. & Catherine T. MacArthur Foundation, la Dana Foundation, la DeWitt Wallace Foundation, il Carl & Elizabeth Naumann Fund e il National Institutes of Health. Il Dipartimento di Psichiatria e Scienze Comportamentali della scuola medica ha anche sostenuto questo lavoro. I coautori di Dhabhar erano lo statistico Eric Neri a Stanford, e neuroendocrinologi dell’Ohio State University e della Rockefeller University.