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Obesità: come la luce del sole guida il metabolismo delle cellule del grasso cutaneo

Quasi tutte le forme di vita sono in grado di rilevare e decodificare le informazioni luminose per un vantaggio adattivo. Ad esempio, il sistema visivo del corpo contiene fotorecettori in grado di rilevare la luce. Questi segnali del sole o della luce vengono elaborati in immagini virtuali. Inoltre, l’orologio interno del corpo o il ritmo circadiano si basano sulla luce del sole per determinare se è tempo di dormire o svegliarsi. Sebbene ci siano molti effetti negativi dell’esposizione alla luce solare sul corpo, come l’esposizione ai dannosi raggi ultravioletti del sole o alle radiazioni gamma, non si può negare che la luce solare abbia molti ruoli di salute nel corpo umano. Per primo, l’esposizione alla luce solare è necessaria nella sintesi della vitamina D, che svolge un ruolo importante nel mantenimento di ossa e denti sani e nella protezione del corpo da una vasta gamma di malattie. Pertanto, tutte le forme di vita hanno bisogno della luce solare per sopravvivere e non ottenerne abbastanza può avere un impatto sulla salute e sul benessere.

Vi è una crescente quantità di prove che ottenere abbastanza luce solare può promuovere una salute ottimale. Lo stile di vita moderno delle persone oggi limita l’esposizione alla luce naturale del corpo, che proviene dal sole. Sempre più persone stanno al chiuso, esposte a spettri di illuminazione innaturali, con persone che lavorano a turni, sono esposte alla luce durante la notte e restano al chiuso durante il giorno. Un nuovo studio supporta questa affermazione poiché gli scienziati hanno scoperto che le cellule adipose in profondità nella pelle possono rilevare la luce solare e non ottenerne abbastanza può aumentare il rischio di disturbi metabolici. Un team di ricercatori del Cincinnati Children’s Hospital Medical Center ha voluto determinare come il corpo umano risponde alla luce solare e agli effetti della mancata esposizione adeguata ai processi corporei. Pubblicato sulla rivista Cell Reports, lo studio rivela che le implicazioni dell’esposizione al sole sono più che stare al caldo.

Il team ha studiato i topi di laboratorio e il modo in cui controllano la temperatura corporea. Hanno scoperto che l’esposizione alla luce aiuta a regolare il modo in cui due tipi di cellule adipose lavorano mano nella mano per creare le materie prime necessarie per le altre cellule del corpo che usano per l’energia. Una volta che questo fondamentale processo metabolico viene interrotto, può portare ad un aumentato rischio di sviluppare una malattia. Le interruzioni nel modo in cui le cellule adipose producono energia possono riflettere una faccia malsana della vita moderna, che trascorre troppo tempo in casa e non ottiene abbastanza esposizione alla luce solare. Nello studio, i ricercatori hanno notato che nonostante il topo avesse la pelliccia o una persona che indossasse vestiti, la luce può ancora penetrare nella pelle e nel corpo. Una volta che la luce penetra nella pelle, i fotoni possono rallentare e diffondersi quando passano gli strati esterni della pelle. Quando queste particelle di luce entrano nel corpo, possono influenzare il comportamento delle cellule.

Il team ha analizzato il modo in cui i topi di laboratorio rispondono all’esposizione a temperature rigide di circa 4°C. Proprio come gli umani quando i topi sono esposti a basse temperature, tremano. Brividi o brividi sono una funzione del corpo in risposta al freddo negli esseri umani e in altri animali a sangue caldo, che è dovuto ai muscoli scheletrici che si scuotono in piccoli e frequenti movimenti per produrre calore. Studiando ulteriormente, gli scienziati hanno scoperto che il processo di riscaldamento interno in risposta all’esposizione al freddo è compromesso quando un gene chiamato opsina 3 (OPN3) è assente ed esposto a una lunghezza d’onda di 480 nanometri di luce blu, che è una parte naturale della luce solare ma si verifica a bassi livelli nella maggior parte dell’illuminazione artificiale. Quando l’OPN3 è esposto alla luce, innesca le cellule grasse bianche per rilasciare acidi grassi nel sangue.  Questi acidi grassi sono utili per le cellule come forma di energia per alimentare le attività cellulari.

D’altra parte, il grasso bruno brucia gli acidi grassi per produrre calore e riscaldare il corpo quando fa freddo. Topi senza il gene OPN3, non possono produrre calore o calore tanto quanto altri topi se esposti a basse temperature. Sorprendentemente, anche i topi con il gene giusto non possono riscaldarsi quando sono stati esposti alla luce senza la lunghezza d’onda blu. Il Dr. Richard Lang, biologo dello sviluppo e autore senior dello studio, ha commentato: “Il nostro corpo si è evoluto negli anni sotto la luce del sole, incluso lo sviluppo di geni sensibili alla luce chiamati opsine. Ma ora viviamo gran parte dei nostri giorni sotto la luce artificiale, che non fornisce l’intero spettro di luce che tutti noi riceviamo dal sole. Il nostro stile di vita moderno ci sottopone a spettri di illuminazione innaturali, esposizione alla luce durante la notte, lavoro a turni e jet lag, che provocano alterazioni metaboliche. Sulla base dei risultati attuali, è possibile che la stimolazione insufficiente del percorso luce-OPN3 spieghi in parte la prevalenza dei disordini metabolici nelle nazioni industrializzate in cui l’illuminazione innaturale è diventata la norma”.

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

Pubblicazioni scientifiche

Nayak G et al. Cell Rep. 2020 Jan 21; 30(3):672-686.

Ozdeslik RN et al. PNAS USA. 2019; 116(23):11508. 

Ondrusova K et al. Sci Rep. 2017 Nov 27; 7(1):16332. 

Park PJ, Cho JY, Cho EG. Eur J Cell Biol. 2017; 96(4):301. 

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Dott. Gianfrancesco Cormaci

Medico Chirurgo, Specialista; PhD. a CoFood s.r.l.
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry residency in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Guardia medica presso strutture private dal 2010 - Detentore di due brevetti sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento enzimaticamente neutralizzata (owner of patents concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (Leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di articoli su informazione medica e salute sul sito www.medicomunicare.it (Medical/health information on website) - Autore di corsi ECM FAD pubblicizzati sul sito www.salutesicilia.it
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