Una nuova ricerca, pubblicata sulla rivista, potrebbe aver trovato il motivo per cui l’esposizione cronica allo stress è così intimamente legata all’obesità. La risposta sta nella relazione tra le cellule di grasso e il tempo degli ormoni dello stress.
I ricercatori guidati da Mary Teruel, assistente professore di biologia chimica e dei sistemi alla Stanford University School of Medicine in California, sono stati sconcertati da un processo altrimenti naturale e ben noto attraverso il quale il nostro corpo produce cellule adipose.
Nel corpo umano, il cosiddetto precursore o cellule progenitrici – cioè 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 non trasforma più dell’1 percento delle cellule precursori in cellule di grasso, 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 Teruel e colleghi spiegano 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 stimolati da stimoli esterni, come lo stress a breve o lungo termine. L’investigatore senior della nuova ricerca, tuttavia, ha trovato questa dinamica intrigante.
“Perché non stiamo affogando nel grasso ogni volta che i livelli di glucocorticoidi sono alti 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 sta perdendo il ritmo normale della secrezione glucocorticoide – come in condizioni di stress cronico, jet lag e interruzione del sonno nei lavoratori a turni – così legata all’obesità?”
Tali domande hanno spinto Teruel ei suoi colleghi a intraprendere la nuova ricerca.
In che modo i glucocorticoidi influiscono sulle cellule adipose?
Per trovare le risposte, gli scienziati hanno effettuato diversi esperimenti. Nel primo, il team ha fatto il bagno precoce delle cellule adipose in un cocktail di glucocorticoidi in “impulsi ritmici” per un periodo di 4 giorni.
Hanno contato quante cellule progenitrici si sono trasformate in cellule grasse e hanno scoperto che un impulso lungo degli ormoni di 48 ore ha causato il maggior numero di cellule a trasformarsi in cellule adipose, mentre gli impulsi più brevi hanno portato a una differenziazione cellulare minima.
Teruel e colleghi volevano approfondire, così hanno ingrandito i meccanismi molecolari attraverso i quali le cellule progenitrici possono “dire” quando trasformarsi in cellule adipose. Gli scienziati sono stati incuriositi su ciò che rende le cellule progenitrici ignorare gli impulsi brevi, ma rispondono a quelli più lunghi.
Per risolvere il mistero, hanno utilizzato l’imaging live a singola cellula per tracciare l’attività di una proteina che è nota correlare con la differenziazione e la 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 della modellazione computerizzata ha rivelato che esistono due tipi di feedback che aiutano le cellule progenitrici a ignorare il normale ciclo circadiano dei glucocorticoidi e filtrano solo i lunghi impulsi ormonali.
Nello specifico, gli autori scrivono: “questo filtraggio circadiano richiede un feedback positivo rapido e lento al PPARG”. Basandosi sulla loro precedente ricerca, gli scienziati hanno anche trovato altre proteine che mediano un ciclo di feedback di 34 ore che consente al 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 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. Questo, 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 l’asma a funzionare anche, sono così legati all’obesità e [suggeriscono] modi in cui tali trattamenti possono essere somministrati in sicurezza senza i comuni effetti collaterali dell’aumento di peso e della perdita di tessuto osseo. “
Inoltre, l’investigatore senior osserva come la ricerca illumini il processo di aumento di peso indotto dallo stress nelle persone, oltre a offrire indizi su come controllarlo.
“Sì, i tempi del tuo stress sono importanti”, dice. “Poiché [la] conversione delle cellule precursori in cellule adipose avviene tramite un interruttore bistabile, significa che è possibile controllare il processo con impulsi”.
“I nostri risultati suggeriscono che anche se si viene significativamente stressati o trattati l’artrite reumatoide con glucocorticoidi, non si aumenterà di peso”, continua Teruel, “fino a quando lo stress o il trattamento con glucocorticoidi avviene solo durante il giorno.
“Ma se si verifica uno stress cronico, continuo o si assumono glucocorticoidi durante la notte, la conseguente perdita di oscillazioni circaducorticoidi circadiane normali si tradurrà in un significativo aumento di peso.”
Mary Teruel
