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Gli scienziati origliano la comunicazione tra grasso e cervello

Che cosa ha detto il grasso al cervello? Per anni si è ritenuto che gli ormoni che fluttuavano passivamente nel sangue fossero il modo in cui il grasso di una persona, chiamato tessuto adiposo, poteva inviare al cervello informazioni relative allo stress e al metabolismo. Ora, gli scienziati di Scripps Research riferiscono su Nature che i neuroni sensoriali appena identificati portano un flusso di messaggi dal tessuto adiposo al cervello.

“La scoperta di questi neuroni suggerisce per la prima volta che il tuo cervello sta esaminando attivamente il tuo grasso, piuttosto che ricevere passivamente messaggi al riguardo”, afferma il co-autore senior Li Ye, Ph.D., Abide-Vividion Chair in Chemistry e Biologia Chimica e professore associato di neuroscienze presso Scripps Research. “Le implicazioni di questa scoperta sono profonde”.

“Questo è un altro esempio di quanto siano importanti i neuroni sensoriali per la salute e le malattie del corpo umano “, afferma il co-autore senior e professore Ardem Patapoutian, Ph.D., che è anche premio Nobel e ricercatore dell’Howard Hughes Medical Institute .

Nei mammiferi, il tessuto adiposo immagazzina energia sotto forma di cellule adipose e, quando il corpo ha bisogno di energia, rilascia tali riserve. Controlla anche una serie di ormoni e molecole di segnalazione legate alla fame e al metabolismo. In malattie come il diabete, la steatosi epatica , l’aterosclerosi e l’obesità, l’accumulo di energia e la segnalazione spesso vanno storti.

I ricercatori sanno da tempo che i nervi si estendono nel tessuto adiposo , ma sospettavano che non fossero neuroni sensoriali che trasportano dati al cervello. Invece, la maggior parte ha ipotizzato che i nervi nel grasso appartenessero principalmente al sistema nervoso simpatico, la rete responsabile della nostra risposta di lotta o fuga, che attiva le vie di combustione dei grassi durante i periodi di stress e attività fisica. I tentativi di chiarire i tipi e le funzioni di questi neuroni sono stati difficili; i metodi usati per studiare i neuroni più vicini alla superficie del corpo o nel cervello non funzionano bene in profondità nel tessuto adiposo, dove i nervi sono difficili da vedere o da stimolare.

Gli scienziati di Scripps Research hanno scoperto nuovi neuroni sensoriali, come quello mostrato qui in fluorescenza, che iniziano vicino alla colonna vertebrale e si diramano nel tessuto adiposo. Credito: Research Scripps

Ye e colleghi hanno sviluppato due nuovi metodi che consentono loro di superare queste sfide. In primo luogo, un approccio di imaging chiamato HYBRiD ha reso trasparenti i tessuti del topo e ha consentito al team di tracciare meglio i percorsi dei neuroni mentre serpeggiavano nel tessuto adiposo. I ricercatori hanno scoperto che quasi la metà di questi neuroni non si collegava al sistema nervoso simpatico, ma ai gangli della radice dorsale, un’area del cervello da cui hanno origine tutti i neuroni sensoriali.

Per sondare meglio il ruolo di questi neuroni nel tessuto adiposo, il gruppo si è rivolto a una seconda nuova tecnica, che hanno chiamato ROOT, per “vettore retrogrado ottimizzato per il tracciamento degli organi”. ROOT ha permesso loro di distruggere selettivamente piccoli sottoinsiemi di neuroni sensoriali nel tessuto adiposo usando un virus mirato e quindi osservare cosa è successo.

“Questa ricerca è stata davvero resa possibile dal modo in cui questi nuovi metodi si sono uniti”, afferma Yu Wang, uno studente laureato nei laboratori Ye e Patapoutian e primo autore del nuovo articolo. “Quando abbiamo avviato questo progetto per la prima volta, non esistevano strumenti per rispondere a queste domande”.

Gli esperimenti hanno rivelato che quando il cervello non riceve messaggi sensoriali dal tessuto adiposo, i programmi attivati ??dal sistema nervoso simpatico, correlati alla conversione del grasso bianco in grasso bruno, diventano eccessivamente attivi nelle cellule adipose, risultando in un grasso più grande del normale pad con livelli particolarmente elevati di grasso bruno, che scompone altre molecole di grasso e zucchero per produrre calore. In effetti, gli animali con neuroni sensoriali bloccati e alti livelli di segnalazione simpatica avevano una temperatura corporea aumentata.

I risultati suggeriscono che i neuroni sensoriali e i neuroni simpatici potrebbero avere due funzioni opposte, con i neuroni simpatici necessari per attivare la combustione dei grassi e la produzione di grasso bruno e i neuroni sensoriali necessari per abbassare questi programmi.

“Questo ci dice che non c’è solo un’istruzione valida per tutti che il cervello invia il tessuto adiposo”, afferma Li. “È più sfumato di così; questi due tipi di neuroni agiscono come un pedale dell’acceleratore e un freno per bruciare i grassi”.

Il team non sa ancora esattamente quali messaggi trasmettono i neuroni sensoriali al cervello dal tessuto adiposo, solo che le connessioni e le comunicazioni sono fondamentali per mantenere il grasso sano. Stanno pianificando ricerche future su ciò che i neuroni stanno rilevando e se esistono altre cellule simili in organi interni aggiuntivi.

Altri autori dell’articolo “Il ruolo dell’innervazione somatosensoriale del tessuto adiposo” sono stati Yu Wang, Verina Leung, Yunxiao Zhang, Victoria S. Nudell, Meaghan Loud, M. Rocio Servin-Vences, Dong Yang e Kristina Wang di Scripps Research; e Maria Dolores Moya-Garzon, Veronica L. Li e Jonathan Z. Long della Stanford University.


Ulteriori informazioni: Li Ye, Il ruolo dell’innervazione somatosensoriale dei tessuti adiposi, Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05137-7 . www.nature.com/articles/s41586-022-05137-7

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