Perché lo stress porta ad un aumento di peso? Lo studio fa luce
Nuova ricerca, pubblicata sulla rivista Metabolismo cellulare, potrebbe aver scoperto il motivo per cui l'esposizione cronica allo stress è così intimamente collegata all'obesità. La risposta sta nella relazione tra le cellule adipose e la tempistica degli ormoni dello stress.
I ricercatori guidati da Mary Teruel, assistente professore di chimica e biologia dei sistemi alla Stanford University School of Medicine in California, sono rimasti perplessi da un processo altrimenti naturale - e ben noto - attraverso il quale il nostro corpo produce cellule adipose.
Nel corpo umano, le cosiddette cellule precursori o progenitrici, ovvero lo stato intermedio tra una cellula staminale indifferenziata e una completamente differenziata, si trasformano in cellule adipose, portando ad un aumento di peso.
Una persona sana trasforma non più dell'1% delle sue cellule precursori in cellule adipose e lo fa quando viene attivato da ormoni chiamati glucocorticoidi.
I glucocorticoidi sono ormoni steroidei naturali prodotti dal corpo umano per alleviare l'infiammazione. Come spiegano Teruel e colleghi nel loro articolo, i livelli di glucocorticoidi di una persona aumentano e diminuiscono naturalmente durante il giorno, un ciclo regolato dai nostri ritmi circadiani.
Ma questi ormoni possono anche essere potenziati da stimoli esterni, come lo stress a breve o lungo termine. Il ricercatore senior della nuova ricerca, tuttavia, ha trovato questa dinamica intrigante.
"Perché non anneghiamo nel grasso ogni volta che i livelli di glucocorticoidi aumentano al mattino a causa dei normali ritmi circadiani o quando i nostri livelli di glucocorticoidi aumentano quando ci alleniamo o passiamo da un edificio caldo al freddo?" Si chiese Teruel.
"E perché la perdita del ritmo normale della secrezione di glucocorticoidi - come in condizioni di stress cronico, jet lag e disturbi del sonno nei turnisti - è così legata all'obesità?"
Tali domande hanno spinto Teruel ei suoi colleghi a intraprendere la nuova ricerca.
In che modo i glucocorticoidi influenzano le cellule adipose?
Per trovare le risposte, gli scienziati hanno condotto diversi esperimenti. Nella prima, il team ha immerso le cellule adipose precursori in un cocktail di glucocorticoidi in "impulsi ritmici" per un periodo di 4 giorni.
Hanno contato quante cellule progenitrici si sono trasformate in cellule adipose e hanno scoperto che un impulso degli ormoni della durata di 48 ore causava la trasformazione della maggior parte delle cellule in cellule adipose, mentre impulsi più brevi portavano a una differenziazione cellulare minima.
Teruel e colleghi volevano approfondire, quindi hanno approfondito i meccanismi molecolari attraverso i quali le cellule progenitrici possono "dire" quando trasformarsi in cellule adipose. Gli scienziati erano incuriositi da ciò che fa sì che le cellule progenitrici ignorino gli impulsi brevi ma rispondano a quelli più lunghi.
Per risolvere il mistero, hanno utilizzato l'imaging dal vivo di una singola cellula per monitorare l'attività di una proteina che è nota per essere correlata alla differenziazione e alla maturità di una cellula adiposa: PPAR-gamma (PPARG).
Il monitoraggio di questa proteina in migliaia di cellule nel corso di diversi giorni e l'utilizzo di modelli computerizzati ha rivelato che ci sono due tipi di feedback che aiutano le cellule progenitrici a ignorare il normale ciclo circadiano dei glucocorticoidi e filtrare solo lunghi impulsi ormonali.
Nello specifico, scrivono gli autori, "questo filtraggio circadiano richiede un feedback positivo rapido e lento a PPARG". Basandosi sulla loro ricerca precedente, gli scienziati hanno anche scoperto altre proteine che mediano un ciclo di feedback di 34 ore che consente a PPARG di continuare ad accumularsi, portando a più cellule adipose.
"Ora conosciamo il codice circadiano che controlla l'interruttore e abbiamo identificato le molecole chiave che sono coinvolte", afferma Teruel.
Infine, gli scienziati hanno dovuto verificare se questo codice circadiano appena identificato funzionasse allo stesso modo nei mammiferi. Quindi, nel corso di 21 giorni, hanno aumentato i livelli di glucocorticoidi in un gruppo di topi e hanno confrontato il loro peso con quello di un gruppo di controllo di roditori.
L'esperimento ha rivelato che i topi potenziati con glucocorticoidi hanno guadagnato il doppio del peso del gruppo di topi di controllo. Ciò, hanno scoperto gli scienziati, era dovuto non solo alla produzione di nuove cellule adipose, ma anche alla crescita di quelle già esistenti.
Lo stress continuo può portare ad un aumento di peso
I risultati, dice Teruel, "[spiegano] perché i trattamenti con farmaci glucocorticoidi, che sono spesso essenziali per le persone con artrite reumatoide e asma anche per funzionare, sono così legati all'obesità e [suggeriscono] modi in cui tali trattamenti possono essere somministrati in sicurezza senza gli effetti collaterali comuni dell'aumento di peso e della perdita ossea. "
Inoltre, il ricercatore senior nota come la ricerca illumini il processo di aumento di peso indotto dallo stress nelle persone, oltre a offrire indizi su come controllarlo.
"Sì, la tempistica del tuo stress è importante", dice. "Poiché [la] conversione delle cellule precursori in cellule adipose avviene tramite un interruttore bistabile, significa che puoi controllare il processo con impulsi."
"I nostri risultati suggeriscono che anche se ti senti notevolmente stressato o tratti la tua artrite reumatoide con glucocorticoidi, non aumenterai di peso", continua Teruel, "fintanto che lo stress o il trattamento con glucocorticoidi avvengono solo durante il giorno.
"Ma se si verifica uno stress cronico e continuo o si assumono glucocorticoidi di notte, la conseguente perdita delle normali oscillazioni circadiane dei glucocorticoidi si tradurrà in un significativo aumento di peso".
Mary Teruel
