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I ricercatori scoprono differenze specifiche del sesso nei meccanismi neurali per la regolazione del glucosio

Lo studio identifica una proteina necessaria nel cervello che media gli effetti degli estrogeni nei topi femmine, ma non maschi.

BOSTON (6 agosto 2020) – I ricercatori della Tufts University School of Medicine e della Tufts Graduate School of Biomedical Sciences hanno scoperto meccanismi neurali nei topi specifici delle femmine che possono spostare gli estrogeni dal giocare un ruolo protettivo nel metabolismo del glucosio a uno che è dirompente . Gli autori dello studio, pubblicati online negli Proceedings of the National Academies of Sciences (PNAS), ipotizzano che il “passaggio” metabolico mediato dagli estrogeni possa fornire indizi sull’aumentato rischio di insulino-resistenza e diabete tra le donne in post-menopausa.

Lo studio si è concentrato su una regione del cervello chiamata ipotalamo ventromediale (VMH) e ha scoperto che la rimozione del recettore 5 del metanotropico glutammato (mGluR5) in quell’area ha causato agli estrogeni di ridurre l’attività dei neuroni importanti per il controllo glicemico, portando alla resistenza all’insulina e intolleranza al glucosio. Questi effetti erano opposti all’aumentata attività neuronale e all’aumento del metabolismo del glucosio osservato nei topi con il recettore dopo la somministrazione di estrogeni. L’esito paradossale sul metabolismo del glucosio è stato osservato nei topi femmine, ma non maschi.

Precedenti ricerche di altri avevano indicato che la regione del cervello VMH svolge un ruolo nella gestione di livelli adeguati di produzione di glucosio nel fegato e nell’utilizzo del glucosio circolante da parte di cellule e tessuti. All’interno del VMH, i neuroni steroidogenici del fattore 1 (SF1) sono responsabili di aiutare a regolare i livelli di glucosio e lipidi, ad esempio colesterolo e trigliceridi. Tuttavia, si sapeva meno su come esattamente il VMH regola il metabolismo del glucosio. Allo stesso modo, mentre gli effetti benefici degli estrogeni sono stati a lungo riconosciuti, i meccanismi alla base di questi effetti rimangono poco compresi.

mGluR5 è altamente espresso nel VMH ed è noto per regolare l’attività dei neuroni in altre parti del cervello. Quando i ricercatori hanno eliminato l’espressione di mGluR5 specificamente nel VMH usando metodi di modifica genica, hanno osservato una riduzione dell’attività dei neuroni SF1 e un’interruzione della normale regolazione del glucosio, ma solo nei topi femmine.

L’eliminazione di mGluR5 nei topi maschi non ha avuto questi effetti e il loro metabolismo del glucosio è rimasto normale.

Notando diversi effetti sul metabolismo del glucosio tra topi maschi e femmine, i ricercatori hanno esaminato il potenziale coinvolgimento degli ormoni sessuali. Hanno scoperto che gli estrogeni, che normalmente promuovono la salute metabolica nelle femmine, supportano il controllo glicemico solo quando mGluR5 è presente nel VMH. Senza mGluR5, gli estrogeni in realtà sopprimono i neuroni responsabili della regolazione del glucosio – diventa una responsabilità metabolica.

“I nostri risultati mostrano che il recettore del glutammato è essenziale per gli effetti degli estrogeni che regolano i livelli corretti di glucosio e l’utilizzo nelle donne, mentre non sembra giocare un ruolo regolatorio nei maschi. Questo potrebbe darci un’idea di molte delle differenze tra uomini e donne nel loro rischio di diabete e progressione della malattia per tutta la vita “, ha detto l’autore senior Maribel Rios, ricercatore in neuroscienze presso la Tufts School of Medicine e membro delle facoltà del programma di neuroscienze e biologia cellulare, molecolare e dello sviluppo presso la Tufts Graduate School of Biomedical Sciences.

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I primi autori sono Micaella P. Fagan e Dominique Ameroso, entrambi del programma di neuroscienze presso la Tufts Graduate School of Biomedical Sciences.

Fagan, MP, Ameroso, D., Meng, A., Rock, A., Maguire, J. e Rios, M. (2020). Effetti essenziali e sesso-specifici di mGluR5 nell’ipotalamo ventromediale che regola la segnalazione degli estrogeni e l’equilibrio del glucosio, PNAS. doi: https: / doi. org / 10. 1073 / pnas. 2011228117