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Una dieta molto ricca di grassi è stata collegata ad infiammazione cerebrale, eccesso di fame ed aumento di peso (07/09/2017)

Come risposta a diete ricche di grassi le cellule immunitarie nel cervello stimolano un'alimentazione eccessiva ed un amento di peso.


Microglia (red) in the brain's hypothalamus monitor their surroundings with spindly projections (Alice Wyse-Jackson).

I neuroni dell' ipotalamo sono stati a lungo un obiettivo per lo sviluppo di farmaci per il trattamento dell' obesità. Questa zona alla base del cervello svolge un ruolo cruciale nel mangiare.

Ma un nuovo studio suggerisce che anche le cellule immunitarie cerebrali residenti chiamate microglia potrebbero essere di interesse per i trattamenti di obesità.

Mirando alle microglia invece che alle cellule nervose molti effetti collaterali (includere nausea, mal di testa, vertigini, nervosismo e insonnia) dei farmaci per l'obesità attualmente in uso potrebbero essere evitati.

Secondo il Dr. Suneil Koliwad, assistente professore di medicina presso il Centro Diabete dell' UCSF e co-autore senior del rapporto "le microglia non sono neuroni, ma rappresentano dal 10 al 15 per cento delle cellule cerebrali".

Una regione cerebrale chiamata ipotalamo mediobasale contiene gruppi di neuroni fondamentali che regolano l'assunzione di cibo ed il consumo energetico.

Normalmente, questa regione tende a mantenere in equilibrio il numero di calorie ingerite nel cibo ed il fabbisogno energetico del corpo per mantenere un peso sano.

Una precedente ricerca ha dimostrato che i grassi alimentari possono rompere questo equilibrio.

Nell' ultimo studio, i ricercatori hanno nutrito i topi con una dieta ricca di grassi per quattro settimane, simile a quella delle persone che frequentano i fast-food.

Una dieta ad alto contenuto di grassi fa sì che le microglia si moltiplichino e inneschino infiammazioni locali nell'ipotalamo mediobasale.

I topi alimentati in questo modo mangiano anche di più, bruciano meno calorie, e guadagnano più peso rispetto ai topi che mangiano una dieta più sana, a basso contenuto di grassi.

I ricercatori volevano quindi sapere se l'aumento del numero delle microglia fossero la causa dell'eccesso di alimentazione e dell'obesità di questi topi.

Il team di Koliwad alla UCSF ha quindi ridotto il numero di microglia nell'ipotalamo mediobasale dei topi in dieta grassa dando loro il farmaco sperimentale PLX5622, che è fatto da Plexxikon Inc., una società biotech di Berkeley, California.

I ricercatori hanno trovato che i topi trattati con il farmaco mangiavano il 15% in meno guadagnando il 20% in meno di peso rispetto ai topi alimentati nello stesso modo ma non sotto farmaco.

Il trattamento farmacologico non ha influenzato significativamente l'aumento di peso nei topi che seguivano la normale dieta da laboratorio.


Fluorescently labeled microglia (green) in the mediobasal hypothalamus of the brain are responsive to dietary conditions (John Douglass).

Il team della Scuola di Medicina dell' Università di Washington è stato guidato dal Dr. Joshua Thaler, professore associato di medicina presso l' UW Medicine Diabetes Institute.

Il suo gruppo ha ingegnerizzato geneticamente i topi per evitare l'attivazione di risposte immunitarie da parte delle microglia.

Si è anche osservato che pure con una dieta ad alto contenuto di grassi questi topi mangiavano il 15% in meno e guadagnavano il 40% in meno di peso.

I risultati suggeriscono che la capacità infiammatoria delle microglia è responsabile dell'eccesso di alimentazione e dell'aumento di peso degli animali.

 

Per confermare questa scoperta, i ricercatori dell' UCSF hanno sviluppato un ceppo di topi geneticamente modificati nei quali era possibile usare un farmaco per attivare a comando la risposta infiammatoria delle microglia.

Hanno trovato che, anche nei topi alimentati con una dieta sana e a basso contenuto di grassi, stimolando l'infiammazione indotta da microglia nell'ipotalamo i topi mangiavano il 33% di cibo in più e consumavano il 12% di energia in meno, con un aumento di peso del 400% rispetto ai topi alimentati allo stesso modo sano, ma non trattati.

Secondo Thaler, co-senior autore, da questi esperimenti possiamo dedurre che che l'attivazione infiammatoria delle microglia non solo è necessaria per indurre l'obesità nelle diete ad alto contenuto di grassi, ma è già sufficiente da sola a modificare nell'ipotalamo il bilancio energetico, portando a prendere troppo peso.".

Un altro farmaco prodotto da Plexxikon, chiamato PLX3977, è attualmente in sperimentazione clinica per leucemie difficili da trattare, tumori solidi e forme rare di artrite.
Agisce con lo stesso meccanismo biologico del PLX522, il farmaco sperimentale utilizzato dal team UCSF per ridurre il numero di microglia nel loro recente progetto.
Koliwad si domanda se non vi sia la possibilità di verificare se i pazienti oncologici negli studi PLX3977 sperimentano effetti benefici sul peso corporeo.

I ricercatori segnalano anche che le diete ad alto contenuto di grassi stimolano il reclutamento da parte delle microglia di ulteriori cellule del sistema immunitario dal flusso sanguigno per infiltrarle nell'ipotalamo mediobasale.

Una volta lì, le nuove cellule si trasformano in modo da assumere caratteristiche simili a quelle delle microglia del cervello.

Le nuove cellule aumentano la risposta infiammatoria e il suo impatto sul bilancio energetico.

Pertanto, dicono gli autori, potrebbe essere possibile controllare l'eccesso di alimentazione e l'aumento di peso attraverso molteplici approcci immunologici.

Questi possono mirare ad ingannare la buona fede delle microglia così come dirigere gli sforzi diretti contro le cellule nel sangue con la capacità di entrare nell' ipotalamo e assumere funzioni microglia-simili.

Studi di imaging cerebrale umano negli ultimi anni hanno trovato che, rispetto agli individui magri, le persone obese sono più propense ad avere popolazioni espanse di cellule gliali nell'ipotalamo.

Questo stesso tipo di fenomeno, chiamato gliosi, si vede spesso in malattie neurodegenerative, traumi cerebrali, sanguinamento, infezioni e cancro del cervello.

Alcuni ricercatori sospettano che l'eccesso di cibo possa, in sostanza, causare una forma di danno cerebrale.

Ma Koliwad ha una spiegazione più positiva per spiegare perché i microglia si sono evoluti per innescare rapidamente un aumento di appetito e aumento di peso in risposta a una dieta ad alto contenuto di grassi.

Un cibo ricco era solo raramente disponibile durante la storia evolutiva dei mammiferi. Quando questo avveniva era più vantaggioso fermarsi e mangiarne in abbondanza.

La reattività microgliale ai grassi alimentari ha un senso da questo punto di vista evolutivo.

I grassi sono la forma più densa di calorie che gli esseri umani antichi potessero mai avere la possibilità di consumare ed le microglia possono essere state essenziali per trasmettere la presenza di questo pasto a quei neuroni che avrebbero stimolato il massimo appetito.

In tempi attuali, questo stesso adattamento può essere dannoso.
Koliwad ha detto:"Nel nostro mondo moderno, quando le persone mangiano sempre alimenti ricchi e grassi, l'attivazione cronica microgliale potrebbe produrre una stimolazione permanente dei circuiti neurali che aumentano ulteriormente l'assunzione di cibo ad alto contenuto di grassi e creano un circolo vizioso.

I dottorandi Dr. Martin Valdearcos dell' UCSF e il Dr. John D. Douglass, della University of Washington School of Medicine, hanno condotto la maggior parte degli esperimenti per lo studio, finanziato dall' American Diabetes Association, dai National Institutes of Health e dall' UCSF Diabetes Family Fund.

La ricerca è stata condotta dagli scienziati dell' UC San Francisco e della UW Medicine di Seattle. I loro risultati sono stati pubblicati online su Cell Metabolismo.

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Nel midollo osseo le cellule che controllano appetito e obesità (05/03/2013)
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Per saperne di più
Microglial Inflammatory Signaling Orchestrates the Hypothalamic Immune Response to Dietary Excess and Mediates Obesity Susceptibility
Cell metabolism
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Marco Dal Negro