-

Nota bene: Nelle diverse lingue i contenuti possono cambiare anche nella sostanza  -  (Italiano - English)

 

Ecco come il grasso può essere letale anche senza ingrassare (01/07/2016)

Sotto forma di glucosio lo zucchero fornisce energia alle cellule e quando scarseggiano i carboidrati, che ne sono la principale fonte, può produrlo il fegato utilizzando il grasso con un processo che serve anche a proteggerne l'integrità dall'eccesso. Se comunque il grasso è troppo ed il fegato non riesce a lavorare bene, il glucosio può essere prodotto anche da altri organi come i reni e l'intestino.


The livers of a normal mouse (left) and a mouse whose liver cells lack Cpt2 (right) after eating a high fat diet.
Image credit: Courtesy of Cell Press

Michael Wolfgang, Ph.D., professore associato di biochimica alla Johns Hopkins University School of Medicine, spiega che i livelli di glucosio nel sangue vengono mantenuti in equilibrio tramite la gluconeogenesi, processo grazie al quale il glucosio viene prodotto a partire dai grassi. I ricercatori sono rimasti sorpresi nel vedere quanto reni e intestino riuscivano a compensare la mancanza di capacità di produrre glucosio da parte del fegato, quando questo veniva messo in difficoltà.

E' noto che durante il digiuno la gluconeogenesi richiede la scomposizione e la elaborazione degli acidi grassi nota come ossidazione degli acidi grassi, così com'è noto che il 90% della gluconeogenesi avviene nel fegato ed il restante 10% nei reni e nell'intestino.

Così, quando gli scienziati hanno distrutto il gene Cpt2, necessario perchè avvenga l'ossidazione degli acidi grassi nelle cellule dei topi, non si aspettavano di vederli sopravvivere anche senza un continuo rifornimento di carboidrati.
I topi vivono per le prime due settimane del latte materno, che è ricco di grassi e povero di carboidrati ed è stato sorprendente vederli stare così bene visto che la capacità di bruciare i grassi per produrre glucosio e chetoni era stata inibita.

Michael Wolfgang continua spiegando che quando gli enzimi scompongono composti altamente energetici come gli acidi grassi, producono molecole di acetil-CoA che si concentrano in due diverse reazioni.

Una genera molecole energetiche di ATp, che può essere utilizzata per generare glucosio per il mantenimento dei livelli ematici negli animali che non hanno assunto carboidrati per un certo periodo.

L'altra reazione produce molecole chiamate chetoni, che possono essere utilizzate da alcuni tessuti come il cervello come forma alternativa di energia quando c'è poco glucosio.

 

I ricercatori sono rimasti sorpresi anche per il fatto che i topi senza Cpt2 nel fegato pesavano come i topi normali, utilizzavano la stessa quantità di energia e quantità paragonabili di grasso e di glucosio come forme di carburante. L'unica apparente differenza era rappresentata da livelli più bassi di chetoni circolanti, cosa che era prevista.

Nei test successivi, quando gli scienziati hanno esaminato i reni dei topi hanno trovato un maggiore contenuto di grasso ed i geni responsabili dell'ossidazione degli acidi grassi maggiormente attivi.

Questi risultati hanno posto la questione di quali segnali di aiuto stesse inviando il fegato agli altri tessuti.
Esaminando l'attività dei geni nel fegato, i ricercatori hanno trovato grandi cambiamenti, anche in alcune molecole di segnalazione a lungo raggio.
Una, l'FGF21, ha richiamato l'attenzione perché stimola le cellule ad assorbire carboidrati e a scomporre i grassi ed è stata testata come cura per il diabete e per l'obesità. I ricercatori ne hanno trovato livelli veramente alti nel sangue dei topi i cui fegati erano privi della capacità di bruciare i grassi.

Per verificare i modi nei quali il digiuno influiva sulla capacità di ossidazione degli acidi grassi nel fegato i ricercatori hanno privato del cibo i topi geneticamente modificati per 24 ore, ma questi si sono dimostrati in grado di adattarsi anche a questa situazione. Il loro utilizzo energetico è risultato complessivamente normale, così come i livelli di glucosio nel sangue anche se i loro fegati erano grassi ed avevano troppi lipidi circolanti nel sangue e nessun chetone in circolo. Sono stati riscontrati anche cambiamenti nei livelli di attività dei geni collegati con l'ossidazione, sia nel fegato che nei reni.

Per comprendere meglio il metabolismo dei topi senza Cpt2 gli scienziati li hanno sottoposti ad una dieta ricca di grassi, una dieta chetogenica simile alla commerciale Dieta Atkins, molto bassa in carboidrati.
Secondo Wolfgang, benché stessero consumando molte calorie e mangiando sostanzialmente burro ad ogni pasto, i loro fegati non riuscivano ad elaborare il grasso e la dieta sarebbe potuta essere letale per l topi.
Gli animali avevano apparentemente sciolto tutti i tessuti grassi presenti nel corpo, ma i loro fegati erano invasi da molecole grasse. Wolfgang spiega che i tessuti grassi nel corpo erano stati scomposti in acidi grassi che erano stati mandati al fegato per essere trasformati.

Il fegato sapeva di dover bruciare grassi per produrre glucosio e continuava a richiedere ai tessuti adiposi di mandare acidi grassi, ma non potendo bruciarli li assorbiva andando in crisi.

Wolfgang afferma che i dati raccolti indicano che quasi tutti i chetoni circolanti sono prodotti dal fegato con l'ossidazione degli acidi grassi. I chetoni sono noti per rallentare la scomposizione dei grassi nei tessuti adiposi, per cui la loro assenza nei topi ha probabilmente contribuito al sovraccarico di grassi nel fegato.

Tutto questo, dice Wolfgang, potrebbe aiutare a spiegare come e perché il metabolismo va in tilt negli obesi e nei diabetici o nelle persone nate con errori genetici che interessano l'ossidazione degli acidi grassi, compresi errori nel Cpt2, che possono essere letali.

Wolfgang pone l'accento anche sulla chetoacidosi che pone gravi rischi ai diabetici di tipo 1. Dato che queste persone hanno una carenza di insulina, necessaria per assorbire i carboidrati, le loro cellule finiscono per appoggiarsi eccessivamente sull'ossidazione degli acidi grassi nel fegato, generando così chetoni. Troppi chetoni nel sangue lo rendono acido, cosa che ne riduce la capacità di trasportare ossigeno.

Altri co-autori dello studio sono Jieun Lee, Joseph Choi e Susanna Scafidi della Johns Hopkins University School of Medicine.

Per saperne di più
Cell Reports
Hepatic Fatty Acid Oxidation Restrains Systemic Catabolism during Starvation
Link...

Johns Hopkins University
Link...

Marco Dal Negro