Identifica la connessione fegato-cervello come fattore chiave nella gestione delle abitudini alimentari circadiane e dell'obesità

Lo studio evidenzia il ruolo del nervo vago epatico nella regolazione dei ritmi dell'assunzione di cibo, offrendo nuove prospettive per potenziali trattamenti dell'obesità.

Uno studio pubblicato sulla rivista Science ha scoperto che la comunicazione tra il nervo afferente epatico (HVAN) e il cervello influenza le abitudini alimentari circadiane. Nei topi, la rimozione chirurgica dell'HVAN ha corretto i ritmi alimentari alterati e ridotto l'aumento di peso durante una dieta ricca di grassi, suggerendo che l'HVAN potrebbe essere un obiettivo per combattere l'obesità.

I ritmi circadiani sono cicli di 24 ore che regolano i cambiamenti fisici, mentali e comportamentali negli animali, solitamente sincronizzati con i cicli di luce e buio. Sebbene questi ritmi siano generalmente stabili, possono essere interrotti da cambiamenti comportamentali o dall'esposizione alla luce, come nel caso del jet lag o del lavoro notturno, che porta alla desincronizzazione degli apparati.

Il nucleo soprachiasmatico (SCN) funge da orologio circadiano principale, utilizzando segnali luminosi per stabilire circuiti di feedback (TTFL) dei geni dell'orologio molecolare. Ricerche recenti suggeriscono che quasi tutte le cellule somatiche mantengano anche i propri TTFL, che contribuiscono a bilanciare i ritmi circadiani con altri processi come l'assunzione di cibo.

La sincronizzazione tra il nucleo sopranucleare (SCN) e i ritmi epatici regolati dai nutrienti è importante per mantenere l'equilibrio metabolico di fronte ai cambiamenti ambientali. Studi condotti su roditori ed esseri umani suggeriscono che la desincronizzazione di questi sistemi sia dannosa per la salute, aumentando il rischio e la gravità di malattie metaboliche come obesità e diabete. Tuttavia, i meccanismi e i segnali precisi che regolano queste interazioni rimangono poco chiari.

Lo studio indaga i meccanismi della comunicazione circadiana tra fegato e cervello mediante l'eliminazione dei recettori nucleari REV-ERBα/β nei topi.

Questi recettori sono stati precedentemente identificati come elementi chiave dell'omeostasi cronometabolica. La loro rimozione causa desincronizzazione.

A differenza di studi precedenti in questo ambito, gli scienziati hanno utilizzato iniezioni di adenovirus in grado di rimuovere REV-ERB attraverso la vena della coda, conferendo allo studio il vantaggio unico di interrompere l'orologio biologico a livello locale (anziché sistemico).

Questa metodologia ci ha consentito di osservare e manipolare l'asincronia tra fegato e cervello, lasciando invariati gli altri sistemi di organi, riducendo significativamente il rumore di fondo e i fattori confondenti.

Sono stati eseguiti interventi chirurgici e sperimentali su tre diversi gruppi di topi da laboratorio adulti.

Lo studio si è concentrato anche sul ruolo del nervo vago epatico (HV) nella segnalazione al cervello e nella regolazione del peso. Sebbene fosse già noto che l'HV trasmette i dati metabolici dal fegato al cervello, il suo ruolo preciso nella comunicazione circadiana e nei ritmi alimentari rimaneva oggetto di speculazione.

Lo studio evidenzia che i ritmi dell'assunzione di cibo agiscono come uno zeitgeber (un segnale esterno che sincronizza i ritmi biologici) per la modulazione circadiana nel fegato, in modo simile a come i cicli di luce e buio determinano i ritmi del SCN nel corpo.

Nei modelli murini sottoposti a silenziamento genico, l'eliminazione dei recettori REV-ERBα e REV-ERBβ ha interrotto i ritmi alimentari senza influenzare i cicli guidati dall'SCN.

L'ablazione ha attivato i geni Arntl e Per2 responsabili dell'equilibrio cronometabolico, alterando i ritmi alimentari e aumentando l'assunzione di cibo durante il giorno, con conseguente significativo aumento di peso. È interessante notare che la resezione del nervo vago afferente epatico (HVAN) ha eliminato questi effetti, riducendo l'assunzione di cibo e portando alla perdita di peso.

Ciò evidenzia l'importante ruolo dell'HV nella segnalazione dei ritmi alimentari, con studi paralleli che mostrano risultati opposti: l'attivazione degli afferenti intestinali negli esseri umani ha portato alla perdita di peso, evidenziando la complessità delle interazioni intestino-cervello nella regolazione metabolica.

Lo studio ha utilizzato modelli murini per identificare i meccanismi alla base dell'omeostasi cronometabolica e dei disturbi nei ritmi alimentari.

I risultati hanno dimostrato che l'HV funge da centro di comunicazione, trasmettendo segnali al cervello relativi alle variazioni del ritmo alimentare rilevate attraverso i recettori nucleari REV-ERBα/β. Questi segnali portano a un aumento dell'assunzione di cibo durante le ore diurne e a un significativo aumento di peso.

La rimozione dell'HV ha eliminato questi effetti, indicandolo come potenziale bersaglio per futuri studi sulla perdita di peso.