In un nuovo studio comparso questa settimana su Nature Medicine, Georgios Paschos, dell’Università della Pennsylvania, dimostra che la soppressione del ‘gene orologio’ noto come Bmal1 nelle cellule adipose fa sì che i topi diventino obesi, causando un cambiamento nei tempi in cui questi topi mangiano. Questi risultati gettano nuova luce sulle complesse cause dell’obesità negli esseri umani.
Questo studio è sorprendente sotto due aspetti, spiegano i ricercatori. “Il primo è che un cambiamento relativamente modesto del consumo di cibo in quello che è normalmente il periodo di riposo per i topi possa favorire lo stoccaggio di energia”, dice Paschos. “I nostri topi sono diventati obesi senza consumare calorie.”
Questo cambiamento di comportamento nei topi è un po’ simile alla sindrome che colpisce gli esseri umani che si alzano di notte per mangiare, che è anch’essa associata all’obesità.
La seconda osservazione sorprendente riguarda l’orologio molecolare. Tradizionalmente, si è sempre creduto che gli orologi nei tessuti periferici seguissero l’esempio del “master clock” nell’SCN( nucleo suprachiasmatico) del cervello, un po’ come i membri di un’orchestra a seguito di un direttore d’orchestra.
“Mentre sappiamo da tempo che gli orologi periferici hanno una certa capacità di autonomia – il percussionista può battere il tamburo, senza istruzioni da parte del direttore d’orchestra – qui si vede che il comportamento orchestrato del percussionista può, a sua volta, influenzare il direttore”, spiegano gli esperti.
L’assunzione giornaliera di cibo è guidata da un’oscillante espressione dei geni che guidano e sopprimono l’appetito nell’ipotalamo. Quando l’orologio genetico è stato “rotto” si è alterato il ritmo di assunzione del cibo.
Quando il ritmo quotidiano tipico di una specie cambia, cambia anche il metabolismo. Per esempio, nelle persone, i lavoratori che fanno turni di notte hanno una maggiore prevalenza di obesità e sindrome metabolica, e pazienti con disturbi del sonno hanno un rischio maggiore di sviluppare l’obesità.
Il bilanciamento dei livelli di energia nel corpo richiede l’integrazione di più segnali tra il sistema nervoso centrale e i tessuti periferici, come il fegato e il cuore. Le cellule di grasso non solo immagazzinano e rilasciano energia, ma comunicano anche con il cervello la quantità di energia immagazzinata tramite l’ormone leptina. Quando la leptina è secreta, provoca un maggiore utilizzo dell’energia e una minore alimentazione.
La squadra di Penn ha scoperto che solo una manciata di geni sono stati modificati quando si è “rotto” l’orologio molecolare. Questo ha provocato il rilascio nel sangue dell’acido eicosapentaenoico (EPA) e dell’acido docosaesaenoico (DHA) che sono gli stessi acidi grassi che sono tipicamente associati con gli oli di pesce.
Con una certa sicurezza i livelli di EPA e DHA erano bassi sia nel plasma che nell’ipotalamo al momento della alimentazione inadeguata. I risultati indicano che l’orologio cellulare delle molecole di grasso ha un ruolo nella regolazione dell’energia e della tempistica della nutrizione, comunicando con l’ipotalamo che, a sua volta, causa un accumulo di energia e di peso corporeo.
Lo studio sottolinea l’importanza dell’orologio molecolare come orchestratore del metabolismo, giocando un ruolo centrale nelle cellule di grasso per l’integrazione dell’assunzione di cibo e del dispendio energetico.
“I nostri risultati mostrano che cambiamenti a breve termine hanno un effetto immediato sui ritmi del cibo”, spiega Fitzgerald. “Nel tempo, questi cambiamenti portano ad un aumento del peso corporeo.” La novità è che ora si è scoperto che anche le cellule periferiche influenzano il direttore d’orchestra.