Dieta, orologio del corpo, ormoni e metabolismo: Qual è il legame?

Utilizzando i topi, gli scienziati hanno rivelato per la prima volta come gli ormoni dello stress controllano i livelli di grasso e zucchero in un ciclo di 24 ore. Inoltre, hanno dimostrato che una dieta ad alto contenuto calorico può alterare la sensibilità temporale dei cicli metabolici.

Il nuovo studio, guidato da ricercatori dell’Helmholtz Zentrum München e del Centro tedesco per la ricerca sul diabete (DZD), anche a Monaco, Germania, aiuta a spiegare la natura ritmica di stress ormoni, i cui livelli aumentano prima della veglia e dell’alimentazione e diminuiscono durante il sonno e il digiuno.

I risultati chiariscono anche come questo ciclo ormonale si collega alla routine quotidiana che il fegato segue nell’immagazzinare e rilasciare zucchero e grasso.

Un recente Cellula molecolare descrive come i ricercatori hanno fatto queste scoperte studiando l’attività dei glucocorticoidi nel fegato dei topi.

Poiché il recettore dei glucocorticoidi è anche il bersaglio degli steroidi sintetici antinfiammatori, i risultati suggeriscono che i farmaci glucocorticoidi potrebbero avere effetti diversi sulle persone con e senza obesità.

Gli ormoni dello stress vanno a picco e calano

Le ghiandole surrenali rilasciare gli ormoni glucocorticoidi al mattino sotto il controllo dei segnali del cervello legati all’orologio.

L’orologio biologico che risiede in ogni cellula del corpo aiuta a regolare la tempistica quotidiana del rilascio degli ormoni. La luce del sole e i fattori dello stile di vita aiutano a mantenere l’orologio biologico in sincronia.

Le ghiandole rilasciano anche gli ormoni in risposta allo stress, motivo per cui sono anche chiamati ormoni dello stress.

Gli ormoni dello stress raggiungono il loro picco prima del risveglio, aiutando il corpo a prepararsi per le attività della giornata ottenendo energia da livelli elevati di grassi e zuccheri.

Tuttavia, l’interruzione degli orologi biologici – come ad esempio i turni di lavoro o attraverso jetlag – può sconvolgere notevolmente il metabolismo e contribuire a disturbi correlati, come diabete di tipo 2, obesità e fegato grasso.

I farmaci glucocorticoidi e una condizione chiamata sindrome di Cushing, entrambi i quali aumentano i livelli di glucocorticoidi, possono avere lo stesso effetto.

Studio incentrato sui recettori dei glucocorticoidi

Il nuovo studio mirava a capire la connessione tra i picchi giornalieri dell’ormone dello stress, l’orologio biologico e i cicli metabolici concentrandosi sui recettori dei glucocorticoidi.

I glucocorticoidi regolano numerosi processi molecolari in funzioni che vanno dal metabolismo e l’immunità alla crescita ossea e la cognizione.

Quasi ogni cellula del corpo ha dei recettori per questi ormoni. Senza il recettore corrispondente, l’ormone non può entrare nella cellula e influenzarla.

Per il nuovo studio, il team ha studiato l’attività metabolica dei glucocorticoidi nel fegato dei topi valutando le proprietà del loro recettore corrispondente.

Hanno usato una serie di tecniche avanzate per mappare ciò che è successo ai recettori dei glucocorticoidi nel fegato dei topi ogni 4 ore in un ciclo di 24 ore. Hanno usato due gruppi di topi: un gruppo era a dieta normale e l’altro gruppo era alimentato con una dieta ad alto contenuto di grassi.

Il team ha anche esaminato in dettaglio ciò che è successo al metabolismo epatico dei topi nelle 24 ore come risultato degli aumenti quotidiani della secrezione di glucocorticoidi.

I metodi che hanno usato hanno permesso loro di dimostrare che gli effetti dei glucocorticoidi erano diversi quando gli animali digiunavano durante il sonno, e mentre si alimentavano quando erano svegli e attivi.

Gli ormoni dello stress regolano i geni circadiani

I ricercatori hanno scoperto che il recettore dei glucocorticoidi esercita questi effetti attraverso il legame sensibile al tempo con i genomi delle cellule epatiche.

Inoltre, sembra che il recettore, e quindi gli ormoni dello stress associati, aiutano a regolare quasi tutti i geni circadiani.

“Evidenziando il ruolo dominante [il recettore dei glucocorticoidi] nella sincronizzazione delle ampiezze circadiane”, scrivono gli autori, “troviamo che la maggior parte dei geni oscillanti sono legati e dipendono dal [recettore dei glucocorticoidi].”

I ricercatori hanno dimostrato che i fegati dei topi a cui mancava il recettore non controllavano i livelli di grassi e zuccheri secondo il giorno e la notte.

Il team suggerisce che i risultati rivelano come il fegato controlla i livelli di zucchero e grasso nel sangue in modo diverso durante il giorno rispetto alla notte.

Un’ulteriore serie di esperimenti ha anche rivelato che i topi normali e quelli obesi hanno risposto in modo diverso a un farmaco glucocorticoide.

Il team ritiene che lo studio sia il primo a dimostrare che la dieta può alterare l’effetto di ormoni e farmaci sui tessuti metabolici.

I ricercatori suggeriscono che i loro risultati contribuiranno a informare il campo emergente della cronomedicina, che sottolinea il ruolo dell’orologio biologico nella salute e nella malattia.

“Potremmo descrivere un nuovo legame tra stile di vita, ormoni e fisiologia a livello molecolare, suggerendo che le persone obese possono rispondere in modo diverso alla secrezione ormonale giornaliera o ai farmaci glucocorticoidi,” dice l’autore senior dello studio Nina Henriette Uhlenhaut, professore presso Helmholtz Zentrum München.

“Capire come i glucocorticoidi controllano i cicli di 24 ore dell’attività genica nel fegato e di conseguenza i livelli ematici di zucchero e grasso fornisce nuove intuizioni nella cronomedicina e nello sviluppo delle malattie metaboliche.”

Prof. Nina Henriette Uhlenhaut

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