Obesità e disfunzioni metaboliche modificano il funzionamento del cervello / Obesity and metabolic dysfunctions modify the functioning of the brain

Obesità e disfunzioni metaboliche modificano il funzionamento del cervelloObesity and metabolic dysfunctions modify the functioning of the brain


Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa



Uno studio, condotto sugli animali, mostra come una dieta ricca di grassi sia associata a un declino delle funzioni cognitive. I responsabili sarebbero i grassi stessi che modificano uno dei meccanismi con cui i neuroni comunicano tra loro.

QUELLO che mangiamo e quanto mangiamo può ripercuotersi anche sul funzionamento del cervello. Tanto da poter influenzare la rete di comunicazione tra i neuroni, compromettendo apprendimento e memoria. Questo almeno sembrano suggerire alcuni studi condotti su modelli animali che, in seguito a un regime dietetico ipercalorico, sviluppano insulino-resistenza: la condizione per cui le cellule diventano meno sensibili all'insulina, anticamera e caratteristica del diabete. Ma in che modo la dieta riesce a influenzare il cervello non è del tutto chiaro. Ad alzare il velo su uno dei meccanismi con cui regimi ricchi di grassi possono modificare apprendimento e memoria è uno studio pubblicato su Nature Communications da un team di ricercatori italiani, guidato da Claudio Grassi dell'Università Cattolica di Roma.

PERCHÉ IL CERVELLO?
L'idea di partenza dello studio era quella di indagare più a fondo gli effetti della dieta sul cervello, nell'ipotesi che gli effetti di diete squilibrate potessero non solo causare accumulo di grassi e sviluppo di insulino-resistenza ma potessero ripercuotersi anche sul funzionamento del sistema nervoso. “Alcune ricerche suggerivano che disfunzioni metaboliche, come quelle che si osservano nel diabete di tipo 2 e con l'obesità, caratterizzate da un quadro di resistenza all’insulina, compromettessero anche le funzioni cognitive”, introduce Grassi. Per questo, nel loro studio, Grassi e colleghi hanno condotto una serie di analisi – di biologia molecolare, metaboliche e comportamentali – su alcuni topi sottoposti a dieta ad alto contenuto di grassi per sei settimane e alcuni topi sottoposti a dieta standard, impiegati come controlli. L'attenzione dei ricercatori si è concentrata in particolare sull'ippocampo, una zona del cervello fondamentale per la memoria. “Quello che volevamo fare era riprodurre, in un modello animale, una condizione di disordine metabolico assimilabile a quella del diabete ed osservare cosa questo comportasse a livello del sistema nervoso”, spiega Grassi. Ed è in questo modo che i ricercatori sono riusciti a far luce su un meccanismo che collega i grassi assunti con la dieta alla salute del cervello.

LO STUDIO
In particolare gli scienziati hanno osservato che una dieta ricca di grassi, associata a sviluppo di insulino-resistenza, determina nel cervello l'aumento di un grasso in particolare: l'acido palmitico. “In realtà non è solo l'acido palmitico che aumenta: lo stesso accade all'acido oleico ma ci siamo concentrati sul primo perché sapevamo che questo può essere protagonista di una modifica chimica che può influenzare direttamente il funzionamento delle sinapsi, le strutture neuronali protagoniste dello scambio di informazioni nel cervello”, aggiunge Grassi. Infatti, parallelamente all'aumento di acido palmitico si osservava anche un aumento della modifica chimica di interesse dei ricercatori. Si tratta della cosiddetta palmitoilazione, ovvero l'aggiunta dell'acido grasso ad alcune proteine, ad una in particolare, il recettore per il glutammato (una subunità del recettore in realtà, la GluA1). Il glutammato è uno dei messaggeri usati dalle cellule del sistema nervoso per comunicare – un neurotrasmettitotore – ed esercita la sua funzione legandosi ad alcuni recettori.

Un difetto di comunicazione

In caso di dieta ricca di grassi però la modifica del rettore del glutammato ne impedisce la funzione. In sostanza è come se, in seguito alla dieta ricca di grassi, si inceppasse uno dei tanti meccanismi molecolari che coordinano le attività del cervello e che assicurano la corretta comunicazione tra le cellule. Durante la ricerca gli scienziati hanno però osservato come le modifiche indotte dalla dieta potevano essere contrastate: “Somministrando uno spray nasale che blocca la palmitoilazione del recettore durante la dieta le modifiche molecolari indotte dall'elevato contenuto di grassi non si osservavano e al tempo stesso riuscivamo a mantenere le performance cognitive degli animali”, va avanti Grassi. Più in generale la scoperta, va avanti il ricercatore, aiuta a comprendere meglio il legame tra nutrizione e funzioni cognitive e potrebbe in futuro tornare utile nello sviluppo di strategie terapeutiche e di prevenzione del danno: “I nostri dati evidenziano la stretta relazione tra malattie metaboliche e malattie neurodegenerative, una tematica che necessita senza dubbio di essere indagata più approfonditamente”, conclude Grassi.

ENGLISH

An animal study shows that a high-fat diet is associated with a decline in cognitive function. Those responsible would be the fats themselves that modify one of the mechanisms by which neurons communicate with each other.

What we eat and how much we eat can also affect the functioning of the brain. So much so that you can influence the communication network between neurons, compromising learning and memory. This at least seems to suggest some studies conducted on animal models that, following a high-calorie diet, develop insulin resistance: the condition that the cells become less sensitive to insulin, antechamber and characteristic of diabetes. But how the diet manages to influence the brain is not entirely clear. Raising the veil on one of the mechanisms with which fat-rich regimens can change learning and memory is a study published in Nature Communications by a team of Italian researchers, led by Claudio Grassi of the Catholic University of Rome.

WHY THE BRAIN?
The initial idea of ​​the study was to investigate more deeply the effects of diet on the brain, assuming that the effects of unbalanced diets could not only cause fat accumulation and development of insulin resistance but could also affect the functioning of the nervous system. "Some research suggested that metabolic dysfunctions, such as those seen in type 2 diabetes and obesity, characterized by a framework of insulin resistance, also compromised cognitive functions", Grassi introduces. For this reason, in their study, Grassi and colleagues conducted a series of analyzes - molecular biology, metabolic and behavioral - on some mice subjected to a high fat diet for six weeks and some mice subjected to a standard diet, used as controls . The researchers' attention has focused in particular on the hippocampus, a core area of ​​the brain for memory. "What we wanted to do was reproduce, in an animal model, a condition of metabolic disorder similar to that of diabetes and observe what this entailed at the level of the nervous system," explains Grassi. And it is in this way that the researchers have succeeded in shedding light on a mechanism that links the fats taken with the diet to the health of the brain.

I STUDY
In particular, scientists have observed that a diet rich in fats, associated with the development of insulin resistance, determines in the brain the increase of a fat in particular: palmitic acid. "In reality it is not only the palmitic acid that increases: the same happens to the oleic acid but we focused on the first because we knew that this can be the protagonist of a chemical modification that can directly influence the functioning of the synapses, the neuronal structures protagonists the exchange of information in the brain, "adds Grassi. In fact, parallel to the increase of palmitic acid, an increase in the chemical modification of interest of the researchers was also observed. This is the so-called palmitoylation, or the addition of fatty acid to some proteins, to one in particular, the receptor for glutamate (a receptor subunit in reality, the GluA1). Glutamate is one of the messengers used by the cells of the nervous system to communicate - a neurotransmitter - and exerts its function by binding to some receptors.

A lack of communication

In the case of a diet rich in fats, however, the modification of the glutamate rectum prevents its function. Basically it is as if, following the high fat diet, one of the many molecular mechanisms that coordinate the activities of the brain is jammed and that ensure the correct communication between the cells. During the research, however, scientists observed how the changes induced by the diet could be countered: "By administering a nasal spray that blocks the receptor palmitoylation during the diet the molecular changes induced by the high fat content were not observed and at the same time we succeeded to maintain the cognitive performance of the animals ", goes on Grassi. More generally the discovery, the researcher goes on, helps to better understand the link between nutrition and cognitive functions and could in the future be useful in the development of therapeutic strategies and prevention of damage: "Our data highlight the close relationship between metabolic diseases and neurodegenerative diseases, an issue that no doubt needs to be investigated more in depth ", concludes Grassi.

Da:

http://www.repubblica.it/salute/2017/12/11/news/obesita_diabete_influenzano_cervello-183753826/?ref=RHRS-BH-I0-C6-P22-S1.6-T1

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