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Un nuovo studio di imaging rivela come gli acidi grassi saturi danneggiano le cellule

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Gli acidi grassi saturi creano lipidi che formano “isole congelate” (blu) nella membrana cellulare (verde). Credit: Nicoletta Barolini, Columbia University

Nella nostra società sempre più attenta alla salute, una nuova dieta di moda sembra spunta in poco tempo. Atkins, Zona, Ketogenica, Vegetariana, Vegana, South Beach, Crudista – con così tante scelte e prove scientifiche a sostegno di ciascuno, ed è difficile sapere cosa è sano e cosa no. Un messaggio, tuttavia, è rimasto: i grassi saturi sono cattivi.

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Un nuovo studio della Columbia University rivela perché.
Mentre i medici, i nutrizionisti e i ricercatori sanno da tempo che i grassi saturi contribuiscono ad alcune delle principali cause di morte nei paesi del primo mondo, Stati Uniti in testa, non sono stati in grado di determinare come e perché i grassi saturi in eccesso, come quelli rilasciati dal lardo, sono tossici per le cellule e causano una grande varietà di malattie legate ai lipidi , mentre i grassi insaturi, come quelli del pesce e dell’olio d’oliva, possono essere protettivi.
Per trovare le risposte, i ricercatori della Columbia hanno sviluppato una nuova tecnica di microscopia che consente il monitoraggio diretto degli acidi grassi dopo che sono stati assorbiti nelle cellule viventi. La tecnica prevede la sostituzione degli atomi di idrogeno sugli acidi grassi con il loro isotopo, il deuterio, senza modificare le loro proprietà fisico-chimica e il comportamento come fanno le strategie tradizionali. Facendo il passaggio, tutte le molecole prodotte da acidi grassi possono essere osservate all’interno di cellule viventi mediante una tecnica di imaging avanzata chiamata microscopia stimolata di scattering Raman (SRS).
Ciò che i ricercatori hanno scoperto utilizzando questa tecnica potrebbe avere un impatto significativo sia sulla comprensione che sul trattamento dell’obesità, del diabete e delle malattie cardiovascolari.
Pubblicato online il 1 dicembre scorso negli Atti dell’Accademia Nazionale delle Scienze (PNAS), il team riferisce che il processo cellulare di costruire la membrana cellulare da acidi grassi saturi porta a chiazze di membrana indurita in cui le molecole sono “congelate”. In condizioni di salute, questa membrana dovrebbe essere flessibili e le molecole fluide.
I ricercatori hanno spiegato che le catene rigide, dritte e lunghe di acidi grassi saturi irrigidiscono le molecole lipidiche e le fanno separare dal resto della membrana cellulare. Sotto il loro microscopio, il team ha osservato che quelle molecole lipidiche si accumulano in “isole” o cluster ben raggruppati, che non si muovono molto – uno stato che chiamano “solido”. Man mano che più acidi grassi saturi entrano nella cellula, queste isole crescono di dimensioni, creando una crescente inelasticità della membrana e danneggiando gradualmente l’intera cellula.
“Per molto tempo, abbiamo creduto che tutta la membrana cellulare fosse liquida, permettendo alle proteine ??incorporate di cambiare forma ed eseguire reazioni”, ha detto il ricercatore principale Wei Min, un professore di chimica. “Una membrana simile a quella dei solidi è stata a malapena osservata nelle cellule viventi dei mammiferi e ciò che abbiamo visto è stato molto diverso e sorprendente”.
Le molecole lipidiche fatte da acidi grassi insaturi d’ altra parte portano un nodo nelle loro catene, dice Min, il che rende impossibile per queste molecole lipidiche allinearsi strettamente l’una con l’altra come fanno quelle saturate. Continuano a muoversi liberamente piuttosto che formare gruppi stazionari. Nel loro movimento, queste molecole possono scontrarsi e scivolare tra le catene di acidi grassi saturi strettamente impaccate.
“Abbiamo scoperto che l’aggiunta di acidi grassi insaturi potrebbe” sciogliere “le isole di membrana congelate da acidi grassi saturi”, ha detto il primo autore Yihui Shen, un dottorando operante nel laboratorio di Min. Questo nuovo meccanismo, ha detto, può parzialmente spiegare l’effetto benefico degli acidi grassi insaturi e come, ad esempio, quelli dell’olio di pesce possano essere protettivi in ??alcuni disordini lipidici.
Lo studio per la prima volta è stato in grado di visualizzare la distribuzione e la dinamica degli acidi grassi in tali dettagli all’interno delle cellule viventi, ha aggiunto Shen, e ha rivelato uno stato fisico tossico precedentemente sconosciuto dell’accumulo lipidico saturo all’interno delle membrane cellulari.
“Il comportamento degli acidi grassi saturi una volta entrati nelle cellule contribuisce a malattie gravi e spesso mortali”, ha detto Min. “Visualizzare come gli acidi grassi stanno contribuendo alla malattia metabolica dei lipidi ci fornisce le informazioni fisiche dirette di cui abbiamo bisogno per iniziare a cercare modi efficaci per trattarli, forse, ad esempio, possiamo trovare un modo per bloccare l’accumulo tossico dei lipidi. Questa scoperta ha il potenziale per avere un impatto reale sulla salute pubblica, specialmente per le malattie legate ai lipidi “.



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