Come le cellule cerebrali influenzano il comportamento alimentare e l’appetito

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Neuroscienziati del MIT hanno scoperto che le cellule cerebrali chiamate cellule gliali svolgono un ruolo critico nel controllo dell’appetito e comportamento alimentare. In uno studio sui topi, i ricercatori hanno scoperto che l’attivazione di queste cellule stimola l’eccesso di cibo e che quando le cellule vengono soppresse, anche l’appetito viene soppresso.

( Vedi anche: Obesità: perchè più mangi e più hai fame?).

I risultati dello studio potrebbero offrire agli scienziati un nuovo bersaglio per lo sviluppo di farmaci contro l’obesità e altri disturbi collegati all’appetito. Lo studio indica un nuovo ruolo delle cellule gliali già coinvolte in importanti funzioni cerebrali. Fino a circa 10 anni fa, si credeva che le cellule gliali avessero solo un ruolo di sostegno ai neuroni.

“Negli ultimi anni, l’ attività anormale delle cellule gliali  è stata considerata responsabile di disturbi neurodegenerativi. Sempre più prove indicano l’importanza delle cellule gliali nel modulare la funzione neuronale e nella mediazione dei disturbi cerebrali”, dicono gli scienziati Guoping Feng, James W. e Patricia Poitras della Facoltà di Neuroscienze. Feng è anche un membro del MIT’s McGovern Institute for Brain Research e dello Stanley Center for Psychiatric Research al Broad InstituteMcGovern.

Feng è uno dei maggiori autori dello studio, che appare nel numero del 18 ottobre della rivista eLife. L’altro autore maggiore è Weiping Han, responsabile del Laboratory of Metabolic Medicine al Singapore Bioimaging Consortium. Naiyan Chen, un postdoc al Singapore Bioimaging Consortium and the McGovern Institute è l’autore principale.

L’ innesco dell’ appetito

E’ noto da tempo che l’ipotalamo, una struttura delle dimensioni di una i mandorla situata in profondità all’interno del cervello, controlla l’appetito, il dispendio energetico, la temperatura corporea e ritmi circadiani, tra cui i cicli del sonno. Durante gli studi sulle cellule gliali in altre parti del cervello, Chen si è accorto che anche nell’ipotalamo, le cellule gliali sembravano svolgere molte attività.

“Ero molto curioso a quel punto di ciò che le cellule gliali avrebbero fatto nell’ipotalamo, dal momento che le cellule gliali in altre aree cerebrali hanno influenza sulla regolazione della funzione neuronale”, dice il ricercatore.

All’interno dell’ipotalamo, gli scienziati hanno identificato due gruppi chiave di neuroni che regolano l’appetito, uno noto come neuroni AgRP e l’altro noto come neuroni POMC. I neuroni AgRP stimolano la fame, mentre i neuroni POMC sopprimono l’appetito.

Fino a poco tempo è stato difficile studiare il ruolo delle cellule gliali nel controllo dell’appetito o di qualsiasi altra funzione cerebrale, perché gli scienziati non avevano ancora sviluppato tecniche per il silenziamento o la stimolazione di queste cellule, come invece, avevano fatto per i neuroni. Le cellule gliali, che costituiscono circa la metà delle cellule del cervello, hanno molti ruoli, incluso favorire la formazione delle connessioni tra i neuroni.

In questo studio, il team di ricerca ha utilizzato una nuova tecnica sviluppata presso l’Università della North Carolina per studiare un tipo di cellule gliali conosciute come astrociti. Usando questa strategia, i ricercatori hanno progettato cellule specifiche per produrre un recettore di superficie che si lega a un composto chimico noto come CNO, un derivato della clozapina.

Il team del MIT ha scoperto che attivare l’attività degli astrociti con una sola dose di CNO ha avuto un effetto significativo sul comportamento alimentare.

“Quando abbiamo somministrato il composto che ha attivato specifici recettori, abbiamo osservato un aumento consistente del consumo di cibo”, dice Chen. “I topi in genere, non mangiano molto durante il giorno, ma quando abbiamo somministrato loro il composto, hanno cominciato a mangiare moltissimo”.

I ricercatori hanno anche scoperto che nel breve termine (tre giorni), i topi non hanno guadagnato peso in più, anche se stavano mangiando di più.

Ciò solleva la possibilità che le cellule gliali possono anche modulare i neuroni che controllano la spesa energetica per compensare l’aumentata assunzione di cibo,” dice Chen.

Quando i ricercatori hanno spento l’attività degli astrociti, hanno scoperto che i topi mangiavano meno del normale.

Suzanne Dickson, una Prof.ssa di neuroendocrinologia dell’Università di Gothenburg in Svezia ha descritto lo studio come parte di un “cambiamento di paradigma” verso l’idea che le cellule gliali hanno un ruolo meno passivo di quanto si credesse.

“Tendiamo a pensare di cellule gliali forniscono una rete di sostegno ai processi neuronali e che la loro attivazione è importante anche in certe forme di traumi cerebrali o infiammazione”, dice Dickson, che non era coinvolta nella ricerca. “Questo studio si aggiunge alle prove emergenti che dimostrano che le cellule gliali possono esercitare effetti specifici nel controllo della funzione delle cellule nervose nella normale fisiologia”.

Interazioni sconosciute

Non è ancora noto come gli astrociti esercitano i loro effetti sui neuroni. Alcuni studi recenti hanno suggerito che le cellule gliali possono secernere messaggeri chimici come il glutammato e ATP; in caso affermativo, questi “gliotrasmettitori” potrebbero influenzare l’attività dei neuroni.

Un’altra ipotesi è che invece di secernere sostanze chimiche, gli astrociti esercitano i loro effetti controllando l’assorbimento di neurotrasmettitori dallo spazio circostante i neuroni, compromettendo indirettamente l’attività neuronale.

Feng ha ora intenzione di sviluppare nuovi strumenti di ricerca che potrebbero aiutare a svelare le interazioni astrociti-neuroni e a capire come gli astrociti contribuiscono alla modulazione dell’ appetito e al comportamento alimentare.

“Sappiamo molto poco su come gli astrociti contribuiscono alla modulazione dell’ appetito e al metabolismo. In futuro, una maggiore comprensione della differenza funzionale di queste cellule sarà fondamentale per la nostra comprensione dei disturbi alimentari”.

Fonte: News MIT

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