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Digiuno o abbuffata? E’ la stessa proteina nel cervello a dirigere

Gli scienziati dell’Università del Michigan e della Vanderbilt University hanno identificato la funzione di una proteina che ha confuso i ricercatori del metabolismo per oltre due decenni. E potrebbe avere implicazioni sia per il trattamento dell’obesità sia per la comprensione dell’aumento di peso durante la gravidanza e la menopausa. La proteina, chiamata recettore della melanocortina 3 (MC3R), mantiene ciò che Roger Cone, direttore dell’UM Life Sciences Institute, ha definito “reostasi energetica”, un fenomeno poco compreso nel campo della ricerca sul metabolismo. La mancanza di MC3R non ha quasi alcun effetto sui topi in condizioni normali. Ma quando il loro metabolismo viene sfidato, i topi senza questa proteina perdono più peso durante il digiuno e aumentano di peso quando assumono una dieta ricca di grassi, rispetto ai topi normali. Questa scoperta approfondisce la comprensione di come viene regolato l’equilibrio energetico, aprendo nuove porte per lo sviluppo di farmaci anti-obesità. I nostri corpi hanno meccanismi per bilanciare la quantità di energia che assumiamo, attraverso il consumo di cibo e la quantità di energia che usiamo. Quando perdiamo peso, il cervello aumenta la fame e segnala al corpo di risparmiare energia. Se usiamo meno energia, il cervello invia segnali per ridurre l’assunzione di cibo. Questa cosiddetta omeostasi energetica, o equilibrio, è controllata in parte da un’altra proteina recettoriale scoperta dal gruppo di ricerca di Cone, il recettore della melanocortina 4 (MC4R).

Proprio come un reostato sul muro determina la quantità di energia che entra in una lampadina, la reostasi in questo caso imposta i limiti superiore o inferiore per quanto può spostare il bilancio energetico prima che la proteina MC4R agisca per ripristinare l’equilibrio. Quando il corpo sperimenta una sorta di stress metabolico che sposta i livelli di energia – digiunando o mangiando una dieta ricca di grassi, per esempio – MC3R assicura che l’equilibrio di energia e grasso nel corpo non vada troppo lontano in nessuna direzione. Questo ruolo nella reostasi rende MC3R un nuovo bersaglio promettente per il trattamento dell’obesità. Quando mangiamo di meno e ci alleniamo di più per perdere peso, i nostri corpi percepiscono quando il bilancio energetico è sceso al di sotto del limite inferiore stabilito e cercano di adattarsi utilizzando meno energia e aumentando l’appetito, per tornare all’omeostasi. Questo limite inferiore è ciò che rende difficile mantenere il peso fuori. Un farmaco che colpisce l’MC3R ha il potenziale per funzionare come aiuto dietetico, riducendo la rigidità di quel limite inferiore. In molti modi, è un bersaglio ideale per farmaci, perché potrebbe consentire alle persone di mantenere il peso fuori quando migliorano il mangiare e le abitudini di esercizio fisico. La proteina svolge anche un ruolo nel regolare i cambiamenti nell’equilibrio energetico del corpo che si verificano come parte del normale ciclo di vita.

Durante la gravidanza e la menopausa, ad esempio, le donne sperimentano un aumento della quantità di riserve di grasso immagazzinate nel corpo. E non a caso, mentre lavorava al Vanderbilt, la co-autrice Rachel Lippert dell’Istituto Max Planck per la ricerca sul metabolismo, ha fatto l’insolita scoperta che i topi privi della proteina MC3R guadagnano meno peso di quanto dovrebbero durante la gravidanza, guadagnano più peso rispetto ai topi normali durante la menopausa. Questi effetti apparentemente contraddittori sono il motivo per cui la proteina ha perplesso i ricercatori per così tanto tempo.  A metà degli anni ’90, Cone ei suoi colleghi hanno scoperto sia l’MC3R che l’MC4R nel cervello dei topi. I ricercatori, insieme ad altri laboratori in tutto il mondo, hanno rapidamente determinato il ruolo di MC4R nel mantenimento del punto di riferimento per l’omeostasi energetica. Una mancanza di MC4R è ora nota per essere la causa più comune di obesità sindromica negli esseri umani. Gli scienziati non hanno capito perché la proteina MC3R, al contrario, a volte ha portato alla perdita di peso eccessivo e altre volte a un eccessivo aumento di peso. “E ora, finalmente abbiamo una risposta”, ha detto Cone.

  • a cura del Dr. GIanfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Ghamari-Langroudi M et al. Sci Adv. 2018 Aug 22; 4(8):eaat0866.

Anderson EJ et al., Litt MJ. J Mol Endocrinol. 2016; 56(4):T157-74.

Chen KY et al. J Clin Endocrinol Metab. 2015 Apr; 100(4):1639-45. 

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Dott. Gianfrancesco Cormaci
Dott. Gianfrancesco Cormaci
Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998, specialista in Biochimica Clinica dal 2002, ha conseguito dottorato in Neurobiologia nel 2006. Ex-ricercatore, ha trascorso 5 anni negli USA alle dipendenze dell' NIH/NIDA e poi della Johns Hopkins University. Guardia medica presso la casa di Cura Sant'Agata a Catania. In libera professione, si occupa di Medicina Preventiva personalizzata e intolleranze alimentari. Detentore di un brevetto per la fabbricazione di sfarinati gluten-free a partire da regolare farina di grano. Responsabile della sezione R&D della CoFood s.r.l. per la ricerca e sviluppo di nuovi prodotti alimentari, inclusi quelli a fini medici speciali.

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