Mangiare e bere

Il tuo intestino percepisce la differenza tra zucchero reale e dolcificante artificiale

La preferenza dello zucchero non è solo una questione di gusti, è più profonda di così

Le tue papille gustative possono o meno essere in grado di distinguere lo zucchero reale da un sostituto dello zucchero come Splenda, ma ci sono cellule nel tuo intestino che possono distinguere tra le due soluzioni dolci. E possono comunicare la differenza al tuo cervello in millisecondi.

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Non molto tempo dopo che il recettore del gusto dolce è stato identificato nella bocca dei topi 20 anni fa, gli scienziati hanno tentato di mettere fuori combattimento quelle papille gustative. Ma furono sorpresi di scoprire che i topi potevano ancora in qualche modo discernere e preferire lo zucchero naturale al dolcificante artificiale, anche senza il senso del gusto.

La risposta a questo enigma si trova molto più in basso nel tratto digestivo, all’estremità superiore dell’intestino subito dopo lo stomaco, secondo una ricerca guidata da Diego Bohórquez, professore associato di medicina e neurobiologia alla Duke University School of Medicine.

Una sezione dell’intestino di topo mostra in verde le cellule neuropodi relativamente scarse nell’epitelio che sono responsabili della comunicazione delle condizioni all’interno dell’intestino al sistema nervoso esterno.
CREDITO: Laboratorio Borhóquez, Università Duke

In un articolo apparso il 13 gennaio su Nature Neuroscience, “abbiamo identificato le cellule che ci fanno mangiare zucchero e sono nell’intestino”, ha detto Bohórquez. L’infusione di zucchero direttamente nell’intestino inferiore o nel colon non ha lo stesso effetto. Le cellule di rilevamento si trovano nella parte superiore dell’intestino, ha detto.

Avendo scoperto una cellula intestinale chiamata cellula neuropode, Bohórquez con il suo team di ricerca ha perseguito il ruolo fondamentale di questa cellula come connessione tra ciò che è all’interno dell’intestino e la sua influenza nel cervello. L’intestino, sostiene, parla direttamente al cervello, cambiando il nostro comportamento alimentare. E a lungo termine, questi risultati potrebbero portare a modi completamente nuovi di curare le malattie.  

Originariamente chiamate cellule enteroendrocrine a causa della loro capacità di secernere ormoni, le cellule neuropodi specializzate possono comunicare con i neuroni tramite connessioni sinaptiche rapide e sono distribuite in tutto il rivestimento dell’intestino superiore. Oltre a produrre segnali ormonali ad azione relativamente lenta, il team di ricerca di Bohórquez ha dimostrato che queste cellule producono anche segnali di neurotrasmettitori ad azione rapida che raggiungono il nervo vago e quindi il cervello in pochi millisecondi. 

Bohórquez ha affermato che le ultime scoperte del suo gruppo mostrano ulteriormente che i neuropodi sono cellule sensoriali del sistema nervoso proprio come le papille gustative nella lingua o le cellule del cono retinico nell’occhio che ci aiutano a vedere i colori.

“Queste cellule funzionano proprio come le cellule del cono retinico che sono in grado di percepire la lunghezza d’onda della luce”, ha detto Bohórquez. “Sentono tracce di zucchero rispetto al dolcificante e quindi rilasciano diversi neurotrasmettitori che entrano in diverse cellule del nervo vago e, alla fine, l’animale sa ‘questo è zucchero’ o ‘questo è dolcificante'”.

Usando organoidi coltivati ??in laboratorio da cellule di topo e umane per rappresentare l’intestino tenue e il duodeno (intestino superiore), i ricercatori hanno dimostrato in un piccolo esperimento che lo zucchero reale stimolava le singole cellule neuropodi a rilasciare glutammato come neurotrasmettitore. Lo zucchero artificiale ha innescato il rilascio di un neurotrasmettitore diverso, l’ATP.

Utilizzando una tecnica chiamata optogenetica, gli scienziati sono stati quindi in grado di attivare e disattivare le cellule dei neuropodi nell’intestino di un topo vivente per mostrare se la preferenza dell’animale per lo zucchero reale fosse guidata da segnali provenienti dall’intestino. La tecnologia abilitante chiave per il lavoro optogenetico è stata una nuova fibra flessibile di guida d’onda sviluppata dagli scienziati del MIT. Questa fibra flessibile fornisce luce in tutto l’intestino in un animale vivente per innescare una risposta genetica che ha messo a tacere le cellule dei neuropodi. Con le loro cellule neuropodi spente, l’animale non mostrava più una chiara preferenza per lo zucchero vero.

“Ci fidiamo del nostro intestino con il cibo che mangiamo”, ha detto Bohórquez. “Lo zucchero ha sia gusto che valore nutritivo e l’intestino è in grado di identificarli entrambi”.

“Molte persone lottano con le voglie di zucchero e ora abbiamo una migliore comprensione di come l’intestino percepisce gli zuccheri (e perché i dolcificanti artificiali non frenano quelle voglie)”, ha affermato la co-prima autrice Kelly Buchanan, ex scuola di medicina della Duke University studente che ora è residente in Medicina Interna al Massachusetts General Hospital. “Speriamo di indirizzare questo circuito per curare le malattie che vediamo ogni giorno in clinica”. 

In un lavoro futuro, Bohórquez ha affermato che mostrerà come queste cellule riconoscono anche altri macronutrienti. “Parliamo sempre di ‘un senso dell’intestino’ e diciamo cose come ‘fidati del tuo istinto’, beh, c’è qualcosa in questo”, ha detto Bohórquez.

“Possiamo cambiare il comportamento di un topo dall’intestino”, ha detto Bohórquez, il che gli dà grande speranza per nuove terapie mirate all’intestino.

Il supporto per questo studio è arrivato dal National Institutes of Health (R21 AT010818, DP2 MH122402, R01 DK131112), dall’Howard Hughes Medical Institute, dalla Hartwell Foundation e dal MIT McGovern Institute.

CITAZIONE: “La preferenza per lo zucchero rispetto al dolcificante dipende da una cellula del sensore intestinale”, Kelly Buchanan, Laura Rupprecht, Maya Kaelberer, Atharva Sahasrabudhe, Marguerita Klein, Jorge Villalobos, Winston Liu, Annabelle Yang, Justin Gelman, Seongjun Park, Polina Anikeeva, Diego Bohorquez. Nature Neuroscience , 13 gennaio 2022. DOI:10.1038/s41593-021-00982-7

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