Mentre sappiamo tutti che mangiare cibi grassi aumenta il nostro peso corporeo, un nuovo studio ora mostra che influenza anche il modo in cui il cervello tiene traccia e corregge tutte le irregolarità metaboliche nel corpo. Subito dopo aver assaporato un pasto ricco di grassi e carboidrati – non appena tre giorni dopo – l’ipotalamo mostra un’infiammazione. L’ipotalamo è il conduttore sinfonico del corpo, una piccola ma vitale regione del cervello in cui molte cose si uniscono per regolare il regolare funzionamento dell’organismo umano. Questo cambiamento precoce nella salute dell’ipotalamo, che precede persino i primi segni esteriori dell’obesità, avviene molto rapidamente e ha motivato l’attuale ricerca sui cambiamenti a livello cellulare che si stavano verificando. I risultati furono sorprendenti: le microglia del cervello, che sono il principale meccanismo immunitario contro gli intrusi stranieri nel sistema nervoso centrale, venivano attivate con una dieta ricca di grassi. Questo a sua volta era dovuto ai cambiamenti mitocondriali. I mitocondri sono organelli microscopici a forma di fagiolo o minuscole strutture simili ad organi all’interno di singole cellule. Guidano l’intera unità di elaborazione energetica della cellula, abbattendo gli zuccheri atomo per atomo per estrarre energia chimica dalla reazione e immagazzinarla per un uso futuro in tutti i processi corporei.
Tuttavia, i mitocondri nella microglia apparentemente si restringono e iniziano a funzionare in modo diverso a causa di una proteina chiamata proteina di disaccoppiamento 2 (UCP2). Scoperto originariamente nel grasso bruno, che è un tipo speciale di grasso corporeo che produce più calore rispetto al grasso bianco, l’UCP2 viene sintetizzato all’interno della microglia ipotalamica in risposta a una dieta ricca di grassi. Altre cose che promuovono la sintesi di UCP2 includono ormoni tiroidei, ormoni catecolaminici come adrenalina e noradrenalina e retinoidi. Negli animali che seguono una dieta ricca di grassi, l’UCP2 è attivato dagli acidi grassi. Questa proteina disaccoppia o scollega l’estrazione di energia dal cibo dal nastro trasportatore chimico mitocondriale che immagazzina questa energia sotto forma di ATP. L’obesità indotta dalla dieta (DIO) innesca l’attivazione della microglia e l’infiammazione ipotalamica già 3 giorni dopo l’esposizione alla dieta ricca di grassi (HFD), prima che si verifichino cambiamenti nel peso corporeo. I meccanismi cellulari responsabili dell’attivazione della microglia indotta da HFD sono mal definiti. Nonostante il fatto che la maggior parte degli studi in questo campo siano stati condotti utilizzando modelli sperimentali, esistono prove a sostegno della presenza di infiammazione e gliosi nell’ipotalamo anche negli esseri umani obesi.
Studi con roditori hanno dimostrato che la microglia dell’area cerebrale chiamata ipotalamo mediobasale è sensibile agli acidi grassi saturi (SFA; acidi laurico, palmitico e stearico). Nell’ipotalamo dei roditori, il consumo di grandi porzioni di SFA promuove una rapida risposta microgliale caratterizzata dall’apparizione di una serie di processi prolungati che emanano da un corpo cellulare discretamente ingrandito. Inizialmente, questi cambiamenti morfologici sono limitati alla regione chiamata nucleo arcuato, vicino alla transizione tra l’ipotalamo mediobasale e un’altra regione del cervello chiamata eminenza mediana. Questi sono accompagnati da una maggiore espressione di citochine infiammatorie e altri marker di infiammazione. Tuttavia, il consumo eccessivo di acidi grassi saturi può interrompere il modello fisiologico dell’assunzione di cibo e il controllo del dispendio energetico innescando una risposta infiammatoria nell’ipotalamo, che influenza questa struttura a livello funzionale e strutturale. La resistenza alla leptina emerge come un risultato funzionale precoce dell’infiammazione ipotalamica, che può essere superato riducendo l’attività infiammatoria locale con approcci genetici o farmacologici, o semplicemente riducendo la quantità di grassi saturi nella dieta.
Perciò, l’avere iniziato ad identificare i meccanismi sottostanti all’infiammazione causata dalla dieta ipercalorica, nello specifico quella grassa, potrà condurre all’elaborazione di strategie terapeutiche volte a combattere l’infiammazione dell’ipotalamo nella lotta all’obesità. La ricerca attuale pone anche domande sull’effetto dell’attivazione microgliale su varie malattie neurologiche come la malattia di Alzheimer, che è più comune tra le persone obese. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Cell Metabolism il 5 settembre.
- A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.
Pubblicazioni scientifiche
Kim JF et al., Diano S. Cell Metabolism 2019 Aug 30.
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