Dieta, orologio biologico, ormoni e metabolismo: qual è il collegamento?
Utilizzando i topi, gli scienziati hanno rivelato per la prima volta come gli ormoni dello stress controllano i livelli di grassi e zuccheri in un ciclo di 24 ore. Inoltre, hanno dimostrato che una dieta ipercalorica può alterare la sensibilità al tempo dei cicli metabolici.
Il nuovo studio, guidato dai ricercatori dell'Helmholtz Zentrum München e del Centro tedesco per la ricerca sul diabete (DZD), sempre a Monaco, in Germania, aiuta a spiegare la natura ritmica degli ormoni dello stress, i cui livelli aumentano prima del risveglio e dell'alimentazione e diminuiscono durante il sonno e digiuno.
I risultati chiariscono anche come questo ciclo ormonale si collega alla routine quotidiana che il fegato segue per immagazzinare e rilasciare zuccheri e grassi.
Un recente Cellula molecolare il documento 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 su persone con e senza obesità.
Gli ormoni dello stress raggiungono picchi e diminuzioni
Le ghiandole surrenali rilasciano ormoni glucocorticoidi al mattino sotto il controllo dei segnali dell'orologio dal cervello.
L'orologio biologico che risiede in ogni cellula del corpo aiuta a regolare i tempi quotidiani del rilascio degli ormoni. La luce solare e i fattori legati allo stile di vita aiutano a mantenere sincronizzato l'orologio biologico.
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 i turni di lavoro o il jet lag, può sconvolgere notevolmente il metabolismo e contribuire a disturbi correlati, come il diabete di tipo 2, l'obesità e il fegato grasso.
I farmaci glucocorticoidi e una condizione chiamata sindrome di Cushing, che aumentano entrambi i livelli di glucocorticoidi, possono avere lo stesso effetto.
Studio incentrato sui recettori glucocorticoidi
Il nuovo studio mirava a comprendere la connessione tra i picchi giornalieri dell'ormone dello stress, l'orologio biologico ei cicli metabolici concentrandosi sui recettori glucocorticoidi.
I glucocorticoidi regolano numerosi processi molecolari in funzioni che vanno dal metabolismo e immunità alla crescita ossea e alla cognizione.
Quasi ogni cellula del corpo ha 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 utilizzato una serie di tecniche avanzate per mappare ciò che è accaduto ai recettori glucocorticoidi nel fegato di topo ogni 4 ore in un ciclo di 24 ore. Hanno usato due gruppi di topi: un gruppo seguiva una dieta normale e l'altro gruppo era alimentato con una dieta ricca di grassi.
Il team ha anche esaminato in dettaglio cosa è successo al metabolismo epatico dei topi nelle 24 ore a seguito di picchi giornalieri nella 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 nutrivano quando erano svegli e attivi.
Gli ormoni dello stress regolano i geni circadiani
I ricercatori hanno scoperto che il recettore dei glucocorticoidi esercitava questi effetti attraverso il legame sensibile al tempo con i genomi delle cellule del fegato.
Inoltre, sembra che il recettore, e quindi gli ormoni dello stress associati, aiutino a regolare quasi tutti i geni circadiani.
"Evidenziando il ruolo dominante [il recettore dei glucocorticoidi] gioca nella sincronizzazione delle ampiezze circadiane", scrivono gli autori, "troviamo che la maggior parte dei geni oscillanti sono legati e dipendono da [il recettore dei glucocorticoidi]".
I ricercatori hanno dimostrato che il fegato dei topi privi del recettore non controllava 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 grassi nel sangue in modo diverso durante il giorno rispetto alla notte.
Un'ulteriore serie di esperimenti ha anche rivelato che topi di peso normale e 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 aiuteranno 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 quotidiana o ai farmaci glucocorticoidi", afferma l'autrice senior dello studio Nina Henriette Uhlenhaut, professoressa presso Helmholtz Zentrum München .
"Capire come i glucocorticoidi controllano i cicli di 24 ore di attività genica nel fegato e di conseguenza i livelli ematici di zuccheri e grassi fornisce nuove informazioni sulla cronomedicina e lo sviluppo di malattie metaboliche".
Prof. Nina Henriette Uhlenhaut
