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Grasso bruno: addentro le sue funzioni per pazienti ed atleti

Abbondante in neonati umani e piccoli mammiferi, il tessuto adiposo bruno (BAT), o grasso bruno, è stato scoperto solo recentemente negli adulti umani, e il suo ruolo rimane poco chiaro. Conosciuto per svolgere un ruolo fondamentale nella generazione di calore corporeo e nella combustione di energia immagazzinata, la sua presenza è legata al peso corporeo inferiore e ai livelli di zucchero nel sangue migliorati, rendendolo un interessante obiettivo di ricerca per potenziali trattamenti per diabete, obesità e altre malattie metaboliche. Ora, gli endocrinologi del Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) hanno dimostrato per la prima volta che il grasso bruno può esercitare il controllo sulla funzione dei muscoli scheletrici. Le alterazioni del tessuto adiposo bruno nei topi hanno determinato una significativa e consistente riduzione delle prestazioni fisiche. I risultati, pubblicati sulla rivista Cell Metabolism, gettano nuova luce sulla biologia dell’enigmatico tessuto adiposo bruno, aprendo la porta a potenziali nuove terapie per alcune malattie metaboliche e muscolari.

Evan Rosen, MD, PhD, Capo della Divisione di Endocrinologia, Diabete e Metabolismo al BIDMC, studia proteine ​​specifiche che regolano i geni, chiamati fattori di trascrizione, concentrandosi su quelli che sono fondamentali per la funzione adiposa e il metabolismo. Gran parte del suo recente lavoro è incentrato su un fattore chiamato IRF4, che di solito è considerato come una proteina che regola il sistema immunitario. Un decennio fa, Rosen e il suo team hanno scoperto che l’IRF4 è vitale per la funzione del tessuto adiposo, e nel 2014 hanno ulteriormente identificato IRF4 come regolatore chiave della combustione di energia e della produzione di calore (noto collettivamente come termogenesi) nel grasso bruno. Rosen – con colleghi come Xingxing Kong, PhD, ex post-dottorato, ha paragonato la capacità di esercizio dei topi progettati per non avere IRF4 nel loro tessuto adiposo bruno con quello dei topi normali o “wild-type”. Mentre i topi alterati osservavano e agivano in modo normale, dimostravano costantemente una diminuita capacità di esercizio rispetto agli animali di tipo selvatico.

I topi con grasso bruno senza IRF4 hanno registrato un peggioramento del 14% su un tapis roulant a bassa velocità e circa il 38% in peggioramento a velocità più elevate. Quando Rosen e colleghi hanno confrontato i muscoli dei roditori, hanno notato distinte anomalie nei muscoli della coscia di topi con grasso bruno alterato. In alcune delle cellule muscolari, le strutture che consentono ai muscoli di contrarsi, il reticolo sarcoplasmatico, erano anormalmente grandi, arrotolate come un tubo da giardino all’interno di ciascuna cellula muscolare – una caratteristica che ricorda una rara malattia muscolare nell’uomo chiamata miopatia aggregata tubulare. Per stimolare il percorso molecolare con cui IRF4 esercita questo controllo sui muscoli, il team di scienziati ha esaminato i geni espressi, non nel tessuto muscolare, ma nel grasso bruno alterato. Hanno scoperto che un ormone chiamato miostatina – ben noto per sopprimere la funzione muscolare e normalmente ridotto al silenzio nel tessuto adiposo bruno – è stato attivato in assenza di IRF4.

Il team ha anche dimostrato che posizionare topi normali a temperature calde, che naturalmente bloccano l’IRF4, ha avuto lo stesso effetto di eliminare il gene; questi topi hanno anche mostrato una ridotta capacità di esercizio. Questo è stato associato a livelli più elevati di miostatina e la rimozione chirurgica del BAT (e quindi abbassamento dei livelli di miostatina) in questi topi caldi ha ripristinato la loro capacità di esercitare normalmente. Il Dr. Rosen ha riassunto il lavoro: “Sapevamo che i muscoli potevano regolare il grasso bruno – l’esercizio aumenta il grasso bruno – ma non era noto se la funzione muscolare interessata dal grasso bruno. In questo nuovo studio, abbiamo chiuso il ciclo e dimostrato che la perdita di IRF4 in il tessuto adiposo bruno riduce la capacità di esercizio nei roditori, compromettendo le funzioni cellulari e causando anormalità fisiologiche nel muscolo stesso. “Oltre a favorire la comprensione di base del tessuto adiposo marrone, i risultati possono anche aprire la porta a nuove terapie per le persone con determinate malattie muscolari.

Inoltre, molti atleti sospettano che l’allenamento al freddo possa migliorare le prestazioni. Le scoperte del team del Dr. Rosen supportano questa idea.

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

Pubblicazioni scientifiche

Kong X et al., Rosen ED. Cell Metab. 2018 Jul 25.

Shen Y et al. Mol Metab. 2017 Oct; 6(10):1150-60.

Kazak L et al. PNAS USA 2017; 114(30):7981-86.

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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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