Circadian Clocks Play a Key Role in Fat Cell Growth

L'interruzione degli orologi circadiani che mantengono il corpo e le sue cellule legate nel ciclo diurno e notturno di 24 ore gioca un ruolo importante nell'aumento di peso, secondo un paio di studi dei ricercatori di Weill Cornell Medicine.

Uno studio, pubblicato il 27 giugno su Cell Reports, ha rivelato che lo stress indotto dalla somministrazione cronica di ormoni dello stress glucocorticoidi e dall'interruzione del normale ciclo giornaliero di secrezione innesca un meccanismo protettivo temporaneo nei topi. Questo meccanismo promuove la crescita delle cellule adipose e la produzione di insulina riducendo i livelli di zucchero e grassi in eccesso nel sangue e nel fegato. Il secondo studio è stato pubblicato l'8 agosto negli Atti delle accademie nazionali delle scienzeE il dimostra che i precursori delle cellule adipose aderiscono alla trasformazione in cellule adipose durante il periodo di riposo dei topi. Gli studi dimostrano che lo stress e altri fattori che alterano il ritmo degli "orologi" del corpo possono contribuire all'aumento di peso e suggerire nuovi trattamenti per l'obesità.

Dott.ssa Marie Teruel

"Molte delle forze che agiscono contro il metabolismo sano quando siamo fuori dal nostro ritmo circadiano", ha spiegato l'autore principale di entrambi gli studi, il dott. Weill Cornell Medicina. "Più capiamo, più è probabile che possiamo fare qualcosa al riguardo".

Nel primo studio, il dottor Teruel e colleghi hanno imitato gli effetti devastanti di condizioni come la malattia di Cushing o lo stress cronico sulle normali fluttuazioni quotidiane dei glucocorticoidi, una classe di ormoni legati allo stress. Per fare ciò, hanno impiantato pellet che rilasciano glucocorticoidi a una velocità costante per 21 giorni sotto la pelle dei topi e li hanno confrontati con topi normali che avevano normali fluttuazioni giornaliere. La quantità di grasso bruno e bianco nei topi glucocorticoidi è raddoppiata in 21 giorni e i loro livelli di insulina sono aumentati notevolmente anche se i topi stavano ancora seguendo la stessa dieta sana dei topi normali.

"Se stressi gli animali nel momento sbagliato, avrà un impatto enorme", ha detto il dottor Teruel. "I topi non mangiano in modo diverso, ma un cambiamento significativo nel metabolismo porta ad un aumento di peso".

Sorprendentemente, questi disturbi metabolici sembrano avere un "effetto protettivo" mantenendo bassi i livelli di zucchero nel sangue e prevenendo l'accumulo di grassi nel sangue o nel fegato. Quando hanno rimosso i pellet, i cambiamenti metabolici sono stati rapidamente invertiti.

"Dimostra che gli animali possono affrontare lo stress cronico per un po'", ha detto.

Nel secondo studio, il dott. Teruel e colleghi hanno collegato una proteina fluorescente rossa a una proteina che controlla l'espressione di importanti geni dell'orologio circadiano e della proteina fluorescente gialla al recettore gamma attivato dal proliferatore del perossisoma (PPARG), una proteina che regola la produzione di grasso cellule. Hanno usato questi due marcatori fluorescenti per monitorare le fluttuazioni circadiane di PPARG e l'espressione genica circadiana nei precursori delle cellule adipose del topo. Durante il resto della giornata, hanno scoperto che una proteina giornaliera chiamata CCAAT enhancer alpha protein (CEBPA) provoca un rapido aumento della produzione di PPARG. Una volta che i livelli di PPARG raggiungono una certa soglia, le cellule primarie si impegnano a trasformarsi in cellule adipose, un processo che richiede alcuni giorni per essere completato.

“La decisione di passare a una cellula di grasso avviene rapidamente entro 4 ore. Lei disse. "Questo accade solo a una certa ora del giorno."

La dottoressa Teruel e i suoi colleghi stanno ora lavorando per capire perché le aritmie da glucocorticoidi causano cambiamenti metabolici protettivi temporanei. Vogliono anche sapere se lo stress prolungato o una dieta ricca di grassi rende permanenti questi cambiamenti. I risultati di questi studi possono aiutare a determinare per quanto tempo è sicuro per le persone trattare i farmaci glucocorticoidi per condizioni come l'asma.

La ricerca potrebbe anche portare allo sviluppo di farmaci che aiutano a ripristinare i ritmi circadiani nelle persone con obesità in alternativa a trattamenti più invasivi come la chirurgia bariatrica. Un'altra possibilità potrebbe essere costituita da trattamenti mirati alla finestra di quattro ore in cui i precursori delle cellule adipose si impegnano a trasformarsi in cellule adipose per prevenire l'accumulo di grasso in eccesso.

La dott.ssa Teruel ei suoi colleghi ritengono inoltre che sarà essenziale imparare a sincronizzare gli orologi biologici cellulari e chiave del corpo.

"Ogni cellula del nostro corpo ha un orologio cellulare intrinseco, proprio come le cellule adipose, e abbiamo un orologio principale nel nostro cervello, che controlla la secrezione ormonale", ha detto. "Stiamo cercando di capire come lavorano insieme e come possiamo coordinarli".

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