L’insulina è un ormone essenziale per gli esseri umani e molte altre creature viventi. Il suo compito più noto è quello di regolare il metabolismo degli zuccheri. Come fa questo lavoro è ben compreso. Molto meno si sa su come viene controllata l’attività delle cellule produttrici di insulina e di conseguenza la secrezione di insulina.
L’insulina è un ormone essenziale per gli esseri umani e molte altre creature viventi. Il suo compito più noto è quello di regolare il metabolismo degli zuccheri. Come fa questo lavoro è ben compreso. Molto meno si sa su come viene controllata l’attività delle cellule produttrici di insulina e di conseguenza la secrezione di insulina.
Un team del Biocenter della Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg in Baviera, in Germania, ha ora presentato notizie su questa domanda nella rivista scientifica Current Biology . Il gruppo del Dr. Jan Ache ha utilizzato il moscerino della frutta Drosophila melanogaster come oggetto di studio. È interessante notare che questa mosca secerne anche insulina dopo un pasto. Tuttavia, al volo, l’ormone non proviene dal pancreas come negli esseri umani, ma viene invece rilasciato dalle cellule nervose nel cervello.
Misure elettrofisiologiche in mosche attive
Il gruppo JMU ha scoperto che l’attività fisica della mosca ha un forte effetto sulle sue cellule produttrici di insulina. Per la prima volta, i ricercatori hanno misurato elettrofisiologicamente l’attività di queste cellule nella Drosophila che cammina e vola .
Il risultato: quando Drosophila inizia a camminare o volare, le sue cellule produttrici di insulina vengono immediatamente inibite y. Quando la mosca smette di muoversi, l’attività delle cellule aumenta rapidamente di nuovo e sale al di sopra dei livelli normali.
“Ipotizziamo che la bassa attività delle cellule produttrici di insulina durante la deambulazione e il volo contribuisca alla fornitura di zuccheri per soddisfare l’aumento della domanda energetica”, afferma il dott. Sander Liessem, primo autore della pubblicazione. “Sospettiamo che l’aumento dell’attività dopo l’esercizio aiuti a ricostituire le riserve di energia della mosca, ad esempio nei muscoli”.
Lo zucchero nel sangue non ha alcun ruolo nella regolazione
Il team della JMU è stato anche in grado di dimostrare che l’inibizione rapida e dipendente dal comportamento delle cellule produttrici di insulina è controllata attivamente dai percorsi neurali. “È in gran parte indipendente dai cambiamenti nella concentrazione di zucchero nel sangue della mosca”, spiega la coautrice Dr. Martina Held.
Ha molto senso per l’organismo anticipare un aumento della richiesta di energia in questo modo per prevenire fluttuazioni estreme dei livelli di zucchero nel sangue.
L’insulina non è quasi cambiata nell’evoluzione
I risultati consentono di trarre conclusioni sugli esseri umani? Probabilmente.
“Sebbene il rilascio di insulina nei moscerini della frutta sia mediato da cellule diverse rispetto agli esseri umani, la molecola di insulina e la sua funzione non sono cambiate molto nel corso dell’evoluzione”, afferma Jan Ache. Negli ultimi 20 anni, utilizzando la Drosophila come organismo modello, è già stata data risposta a molte domande fondamentali che potrebbero anche contribuire a una migliore comprensione dei difetti metabolici nell’uomo e delle malattie associate, come il diabete o l’obesità.
Meno insulina significa longevità
“Un punto interessante è che la ridotta attività dell’insulina contribuisce a un invecchiamento sano e alla longevità”, ci dice Sander Liessem. Questo è già stato dimostrato in mosche, topi, esseri umani e altre specie. Lo stesso vale per uno stile di vita attivo. “Il nostro lavoro mostra un possibile collegamento che spiega come l’attività fisica potrebbe influenzare positivamente la regolazione dell’insulina attraverso le vie di segnalazione neuronale”.
Ulteriori passi nella ricerca
Successivamente, il team di Jan Ache intende studiare quali neurotrasmettitori e circuiti neuronali sono responsabili dei cambiamenti di attività osservati nelle cellule produttrici di insulina nella mosca. Questo sarà probabilmente impegnativo: una pletora di sostanze messaggere e ormoni sono coinvolti nei processi neuromodulatori e le singole sostanze possono avere effetti opposti o complementari in combinazione.
Il gruppo sta ora analizzando i molti modi in cui le cellule produttrici di insulina elaborano l’input dall’esterno. Stanno anche studiando altri fattori che potrebbero influenzare l’attività di queste cellule, ad esempio l’età della mosca o il loro stato nutrizionale.
«In parallelo, stiamo studiando il controllo neuronale del comportamento di deambulazione e volo», spiega Jan Ache. L’obiettivo a lungo termine del suo gruppo, dice, è riunire queste due domande di ricerca: come fa il cervello a controllare il camminare e altri comportamenti, e come fa il sistema nervoso a garantire che il bilancio energetico sia regolato di conseguenza?