L'equilibrio energetico è un complesso scambio tra cervello e corpo
Per molti non è un compito facile mantenere un peso corporeo sano. Tuttavia, il cervello e il corpo sono cablati per lavorare insieme per mantenere un equilibrio energetico.
Questa stretta corrispondenza tra il numero di calorie consumate rispetto a quelle consumate risulta da un complesso scambio di diafonia neurobiologica all'interno delle regioni dell'ipotalamo del cervello. Quando questa "conversazione" va storta, possono verificarsi obesità o anoressia.
Sfortunatamente, si sa poco sui dettagli di questo complesso interscambio nonostante le significative conseguenze. Una nuova ricerca condotta dagli investigatori del Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) fornisce nuove intuizioni che aiutano a mettere ordine in questa complessità.
I ricercatori affermano i loro risultati, come notato nella rivista Cellula, dimostrano come il neurotrasmettitore acido gamma-amminobutirrico (GABA) guida selettivamente il dispendio energetico e, cosa importante, aiuta anche a spiegare la neurocircuiteria alla base delle proprietà bruciagrassi del grasso bruno.
"Il nostro gruppo ha creato un programma di ricerca con l'obiettivo generale di svelare lo 'schema elettrico' con cui il cervello controlla l'appetito e il consumo di calorie", ha detto l'autore senior Bradford Lowell, M.D., Ph.D.
“Per far avanzare la nostra comprensione a questo livello, dobbiamo conoscere la funzione di sottoinsiemi specifici di neuroni e, inoltre, i neuroni a monte che forniscono input a, ei neuroni a valle che ricevono output da, questi neuroni definiti funzionalmente. Fino a poco tempo, tale conoscenza dell'ipotalamo era in gran parte irraggiungibile ".
L'ipoptalm è una regione delle dimensioni di una perla che dirige diverse importanti funzioni del corpo e funge da centro di controllo del cervello per l'equilibrio energetico.
Questo equilibrio si verifica quando il cervello riceve segnali di feedback dal corpo che comunicano lo stato delle riserve di carburante. Quindi integra questo con l'input dal mondo esterno e lo stato emotivo di una persona per modificare il comportamento alimentare e il dispendio energetico.
In questo nuovo studio, i ricercatori hanno studiato una popolazione unica di neuroni che si trovano alla base del cervello nell'ipotalamo.
"Abbiamo ingegnerizzato geneticamente i topi in modo tale che abbiano un difetto specifico che impedisce a questi neuroni di rilasciare il neurotrasmettitore inibitorio, GABA", ha detto Lowell. "I topi con questo difetto hanno sviluppato un'obesità marcata e, sorprendentemente, la loro obesità era interamente dovuta a un difetto nel bruciare calorie", spiega, aggiungendo che l'assunzione di cibo era del tutto inalterata.
I ricercatori hanno quindi progettato un altro gruppo di topi in cui questi neuroni potevano essere attivati selettivamente in momenti diversi. Da questo il team ha continuato a dimostrare che i neuroni guidano il dispendio energetico nel grasso bruno.
Il grasso bruno ha fatto notizia ultimamente perché molti studi recenti hanno rivelato che, a differenza del grasso bianco che immagazzina energia, il grasso bruno brucia energia per generare calore. Questo processo è chiamato termogenesi.
“Il dispendio energetico mediato dal tessuto adiposo bruno è fondamentale per mantenere il peso corporeo e previene l'obesità indotta dalla dieta. Il suo meccanismo di regolazione basato sul cervello, tuttavia, è ancora poco compreso ", ha detto il primo autore Dong Kong, Ph.D.
"La nostra scoperta di un neurocircuito basato sull'ipotalamo che alla fine controlla la termogenesi è un progresso importante", ha aggiunto Lowell.
Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che quando attivavano questi neuroni, il dispendio energetico dipendeva interamente dal rilascio di GABA. Questi risultati rivelano che il rilascio di GABA determina selettivamente il dispendio energetico. "Le nostre scoperte hanno notevolmente migliorato la nostra comprensione nel controllo del dispendio energetico e hanno fornito nuove informazioni sulla patogenesi dell'obesità", ha affermato Kong.
Le caratteristiche uniche dei neuroni dell'ipotalamo sono importanti perché potrebbero fornire l'opportunità di modificare sperimentalmente il controllo del dispendio energetico da parte del cervello. Nello specifico, è probabile che i neuroni che ricevono segnali mediati da GABA da questi neuroni giochino un ruolo importante nella regolazione del dispendio energetico, ma non nell'assunzione di cibo.
"Ora è importante delineare completamente i neuroni a monte che controllano questi neuroni che regolano la termogenesi, e anche i neuroni a valle che completano il" circuito "del tessuto adiposo bruno", ha detto Lowell.
Tale lavoro potrebbe scoprire nuove opportunità per interventi farmacologici che potrebbero portare a trattamenti efficaci per l'obesità e le sue complicanze correlate come il diabete.
Fonte: Beth Israel Deaconess Medical Center
