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Le diete occidentali ricche di fruttosio e grassi causano il diabete attraverso la perdita di cellule delle isole pancreatiche mediata dal glicerato

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Gli scienziati trovano un nuovo legame tra fruttosio e diabete aggravato dai grassi alimentari

9 giugno 2022 – Coloro che sono abitualmente inclini a consumare hamburger, patatine fritte e bibite gassate potrebbero pensare due volte alle loro scelte dietetiche in seguito alle ultime scoperte degli scienziati sulle diete ricche di grassi e di fruttosio.

Come riportato nella loro recente pubblicazione su Cell Metabolism, un team collaborativo, guidato da Xiling Shen, Ph.D., Chief Scientific Officer presso il Terasaki Institute for Biomedical Innovation (TIBI), ha scoperto che una dieta ricca di grassi può aumentare il metabolismo del fruttosio in nell’intestino tenue, provocando il rilascio in circolo di un metabolita fruttosio-specifico chiamato glicerato. Il glicerato circolante può successivamente causare danni alle cellule beta pancreatiche produttrici di insulina, aumentando il rischio di disturbi della tolleranza al glucosio, come il diabete mellito di tipo 2 (DM2).

Sebbene il T2DM si trovi in ??genere nelle persone anziane, si è verificato sempre più nelle persone più giovani. Solo negli ultimi due decenni, la prevalenza di T2DM è raddoppiata. Altrettanto preoccupanti sono i rischi per la salute associati al T2DM, comprese le malattie cardiache e l’ictus.  

Nel T2DM, ci sono livelli insufficienti di insulina, un ormone che regola il movimento del glucosio nelle cellule periferiche; questo di solito si verifica a causa dell’insulino-resistenza, una condizione in cui i tessuti periferici non rispondono normalmente all’insulina e assorbono meno glucosio. Per compensare ciò, il pancreas lavora troppo per secernere insulina aggiuntiva, con eventuale perdita di questa capacità. Il risultato è un malsano accumulo di glucosio nel sangue.

Sono state condotte molte ricerche sull’influenza delle diete ad alto contenuto di fruttosio e grassi sullo sviluppo del TD2M. Ricerche precedenti hanno dimostrato che il fruttosio produce effetti deleteri nel fegato. Tuttavia, ulteriori ricerche hanno dimostrato che questi effetti sono normalmente evitati dal metabolismo del fruttosio nell’intestino tenue; il fegato partecipa al processo metabolico solo quando i livelli di fruttosio sono eccessivi.

Queste osservazioni paradossali hanno spinto il gruppo del Dr. Shen a esplorare il metabolismo del fruttosio nell’intestino tenue per determinarne il ruolo nello sviluppo del T2DM. Esperimenti con topi alimentati con una dieta ricca di grassi (HFD), insieme a quantità corrispondenti di zucchero, hanno portato a un maggiore metabolismo del fruttosio nell’intestino tenue. Quantità maggiori dell’intermedio metabolico del fruttosio, il glicerato, sono state prodotte nell’intestino tenue e rilasciate nella circolazione sanguigna sistemica. Queste osservazioni suggeriscono che un HFD può elevare il metabolismo del fruttosio nell’intestino tenue e aumentare la produzione di glicerato circolante.

Ulteriore supporto per il ruolo del glicerato nel diabete è stato ottenuto quando gli scienziati hanno esaminato le informazioni di pazienti con una malattia rara chiamata aciduria del D-glicerato; questi pazienti mostrano livelli anormalmente elevati di glicerato circolante. L’analisi del team ha rivelato che questa anomalia rappresentava un fattore di rischio significativo e indipendente per il diabete tra questi pazienti. Sono stati condotti ulteriori esperimenti per testare gli effetti del glicerato e del fruttosio circolanti somministrati a topi normali e HFD. I risultati hanno indicato che le alterazioni del glucosio osservate nei topi iniettati con glicerato erano dovute a una diminuzione dell’insulina circolante, piuttosto che alla resistenza all’insulina. I dati istologici hanno confermato un numero ridotto e un aumento della mortalità delle cellule beta produttrici di insulina nelle regioni delle isole pancreatiche nei topi iniettati con glicerato,

Nel complesso, i risultati degli scienziati suggeriscono che un’esposizione prolungata ad alti livelli di glicerato a causa del consumo eccessivo di diete occidentali ricche di fruttosio e grassi nella dieta comporta il rischio di danni alle cellule delle isole pancreatiche e dello sviluppo del diabete.

“Il chiarimento dei processi per metabolizzare gli alimenti che mangiamo è una componente cruciale per ottimizzare la nostra salute nutrizionale”, ha affermato Ali Khademhosseini, Ph.D., Direttore e CEO di TIBI. “La comprensione di questi processi ci consente anche di sviluppare trattamenti più mirati e personalizzati per malattie sempre più diffuse come il diabete”.

Gli autori sono: Yanru Wu, Chi Wut Wong, Eric N. Chiles, Allyson L. Mellinger, Hosung Bae, Sunhee Jung, Ted Peterson, Jamie Wang, Marcos Negrete, Qiang Huang, Lihua Wang, Cholsoon Jang, David C. Muddiman, Xiaoyang Su, Ian Williamson e Xiling Shen.

Questo lavoro è stato sostenuto da finanziamenti del National Institutes of Health (R35GM122465, R01DK119795, T32DK007568-30S1, R01GM087964 e R01AA029124), Department of Defense (sovvenzione DOD W81XWH1910676), National Research Foundation of Korea (2021R1A6A3A-140396391 e 2021R3A-2021) , un Pinnacle Research Award della AASLD Foundation sulle malattie del fegato e un Edward Mallinckrodt, Jr. Foundation Award.

 

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