Donne e diabete

Metti l’orologio a posto

Modifiche nell’orologio circadiano possono alterare la risposta del corpo alla dieta.

I ricercatori del Baylor College of Medicine hanno scoperto che modificando l’orologio circadiano nel fegato del topo si può alterare la risposta dell’organismo alla dieta e cambiarne anche i microbi che vivono nel tratto digerente. In questo studio, che appare in linea nell’American Journal of Obstetrics and Gynecology, i ricercatori mostrano per la prima volta come un gene del fegato nei topi ha la capacità di collegare il sistema circadiano, il microbioma e il metabolismo del roditore sotto restrizioni dietetiche. Ciò che sorprende è che lo fa in modo specifico in base al sesso.

“Gli organismi possono cambiare così come i corpi elaborano il cibo in modo diverso”, ha detto il Dr. Derek O’Neil, un borsista post-dottorato in ostetricia e ginecologia al Baylor ed autore della ricerca. “Qui, abbiamo studiato due di queste strategie. Uno riguarda l’orologio circadiano, il meccanismo interno che aiuta a orchestrare le attività del corpo come andare a dormire o quando mangiare. Un altro aspetto che può influenzare il modo in cui viene metabolizzato il nostro cibo è il microbioma, i batteri che vivono nel corpo.”

Precedenti studi hanno dimostrato che, indipendentemente, l’orologio circadiano e microbioma possono influenzare il metabolismo. In questo studio i ricercatori hanno esplorato se cambiando l’orologio circadiano questo interesserebbe il microbioma.

L’interruzione dell’orologio circadiano nel fegato del topo altera il microbioma intestinale

Per studiare la connessione tra l’orologio circadiano e il microbioma, gli scienziati hanno geneticamente modificato i topi facendo mancare solo nel fegato un gene coinvolto nella ritmo circadiano, il NPAS2. Poi, hanno determinato l’effetto dei privi del gene in un test tradizionale per i geni circadiani. Nel test, chiamato alimentazione razionata, i normali orari di alimentazione sono stati interrotti. Invece di avere accesso a quantità illimitate di cibo per 12 ore durante la notte (il tempo di alimentazione normale per i topi), i ratti avevano accesso al cibo per quattro ore durante il giorno.

Due gruppi di topi sono andati avanti nei test con alimentazione limitata per 17 giorni, i topi privi del gene NPAS2 e topi normali. Prima, durante e dopo la prova, i ricercatori hanno prelevato campioni di feci per determinare il tipo di microbi presenti e valutare quanto cibo gli animali hanno mangiato e quanto lasciato.

I risultati hanno mostrato che l’alterazione dell’orologio circadiano del fegato ha prodotto cambiamenti nel microbioma intestinale; i topi privi del gene NPAS2 avevano comunità microbiche diverse da quelle nei topi normali.

Inoltre, anche se entrambi i gruppi di topi avevano mangiato circa la stessa quantità di cibo, perdendo peso con un’alimentazione equilibrata durante la prova a nutrizione ristretta, i topi privi del gene Nasp2 ne avevano perso meno rispetto ai topi normali.

“La mancanza di un gene nel fegato che guida l’orologio circadiano era sufficiente non solo per cambiare la resilienza di questi topi maschi per la perdita di peso durante l’allattamento limitato, ma anche di mutare il loro microbioma intestinale”, ha detto il Dr. Kjersti Aagaard professore di ostetricia e ginecologia al Baylor. “Questo è il primo studio scientifico meccanicistico che mostra una chiara evidenza di una complessa interazione tra il sistema circadiano ospite, il microbioma e il metabolismo quando è sotto stress alimentare.”

Lo studio ha potenziali implicazioni cliniche. “Ipotizziamo che i nostri risultati possano portare a soluzioni per le persone che sono resistenti a perdere peso con alimentazione limitata, così come la situazione opposta”, ha detto Aagaard. “Se abbiamo manipolato il microbioma, potremmo vedere una perdita di peso minore, o più semplicemente cambiando il tempo di alimentazione? Il nostro studio potrebbe essere applicato anche a situazioni in cui non vogliamo vedere la perdita di peso, come ad esempio i malati di cancro sottoposti a chemioterapia, o durante i periodi nella vita in cui i modelli di sonno sono capovolti “.

Più vicino al loro campo di interesse, la gravidanza e la vita neonatale, i ricercatori hanno inoltre ipotizzano che le loro scoperte potrebbero portare a ulteriori studi volti a comprendere meglio le interazioni complesse tra i principali disturbi del ritmo circadiano per la madre e il bambino durante la vita neonatale (quando i neonati stanno ancora imparando a distinguere il giorno dalla notte), il microbioma e il mantenimento del peso e il metabolismo della madre.