Agosto 10, 2021
Gli scienziati hanno nuove prove che il grasso beige ha un impatto calmante sul cervello, riducendo l’infiammazione associata al più comune grasso bianco e fornendo protezione dalla demenza.
Hanno scoperto che le cellule adipose beige, che sono tipicamente mescolate con le cellule adipose bianche nel grasso sottocutaneo presente nelle persone il cui grasso si distribuisce “a forma di pera”, mediano la protezione del cervello del grasso sottocutaneo, riferiscono la dott.ssa Alexis M. Stranahan e i suoi colleghi sulla rivista Nature Communications.
Le persone il cui grasso si distribuisce “a forma di pera”, il cui peso è generalmente distribuito in modo più uniforme, piuttosto che gli individui “a forma di mela” con grasso raggruppato intorno al centro e spesso intorno agli organi interni come il fegato nella cavità addominale, sono considerati meno a rischio di problemi cardiometabolici come le malattie cardiache e il diabete, così come il declino cognitivo, afferma Stranahan, neuroscienziato presso il Medical College of Georgia dell’Università di Augusta.
Ora gli scienziati hanno dimostrato che le cellule adipose beige, o adipociti, sono “indispensabili” per gli effetti neuroprotettivi e antinfiammatori del grasso sottocutaneo, afferma Stranahan, l’autore corrispondente dello studio.
Infatti, senza adipociti beige, di fronte a una dieta ricca di grassi, hanno visto il grasso sottocutaneo iniziare ad agire più come un pericoloso grasso viscerale, afferma Stranahan che l’anno scorso ha riportato su The Journal of Clinical Investigation che l’adiposità viscerale invia un messaggio alle cellule immunitarie residenti. nel cervello per innescare l’infiammazione, che alla fine danneggia la cognizione. “È una firma molto diversa”, dice.
Il grasso viscerale intorno agli organi è costituito principalmente da cellule adipose bianche, che immagazzinano energia sotto forma di trigliceridi, che sono un altro tipo di grasso presente nel sangue e un fattore di rischio per malattie cardiache e ictus ad alti livelli. In particolare nelle persone più giovani, il grasso sottocutaneo è una miscela di cellule adipose bianche e beige, e queste cellule beige sono più simili alle cellule di grasso bruno, che sono piene di centrali elettriche chiamate mitocondri e sono efficienti nell’usare grassi e zuccheri per produrre calore in un processo chiamato termogenesi. Si dice che l’esercizio e l’esposizione al freddo permettano il cosiddetto “beiging” dei globuli bianchi.
Per alcuni dei loro studi, gli scienziati hanno utilizzato topi maschi con un gene specifico eliminato che impedisce agli adipociti nel grasso sottocutaneo di diventare beige o imbrunire, risultando effettivamente in grasso sottocutaneo che è più simile al grasso viscerale.
Con una dieta ricca di grassi, è già stato dimostrato che questi topi sviluppano il diabete più rapidamente di quelli con normali quantità di grasso beige. È anche noto che il trapianto di grasso sottocutaneo in un topo obeso migliorerà il suo profilo metabolico in poche settimane conoscendo il potenziale impatto sui problemi cognitivi.
Mentre sia i topi normali che quelli knockout hanno guadagnato circa la stessa quantità di peso in quattro settimane, i topi senza grasso beige funzionale hanno mostrato una disfunzione cognitiva accelerata durante i test e il loro cervello e il loro corpo hanno indicato una risposta infiammatoria forte e rapida alla dieta ricca di grassi che includeva attivazione delle cellule microgliali, quelle cellule immunitarie residenti nel cervello, che possono aumentare ulteriormente l’infiammazione e contribuire alla demenza e ad altri problemi cerebrali.
Prima che sviluppassero il diabete, la microglia dei topi, la cui età era paragonabile a quella di un ventenne, aveva già attivato numerosi marker infiammatori. È interessante notare che anche i topi normali che sono stati studiati come controllo hanno attivato questi marker, ma hanno attivato anche marker antinfiammatori apparentemente per ridurre al minimo qualsiasi risposta.
Normalmente i topi impiegano circa tre mesi con una dieta ricca di grassi per mostrare il tipo di risposte che hanno visto nei knockout del grasso beige in un solo mese.
Per esplorare ulteriormente l’impatto del grasso beige, hanno anche trapiantato grasso sottocutaneo da topi giovani e magri sani nel compartimento viscerale di topi altrimenti normali ma ora obesi che avevano sviluppato un comportamento simile alla demenza dopo essere rimasti a dieta ricca di grassi per 10 a 12 settimane.
Il trapianto di grasso sottocutaneo ha portato a un miglioramento della memoria, ripristinando essenzialmente la normale plasticità sinaptica – la capacità delle connessioni tra i neuroni di adattarsi in modo che possano comunicare – nell’ippocampo, il centro dell’apprendimento e della memoria nel profondo del cervello. Questi cambiamenti positivi dipendevano dagli adipociti beige nel grasso sottocutaneo del donatore, scrivono Stranahan e i suoi colleghi.
I trapianti dai knockout beige-grassi, d’altra parte, non hanno migliorato la cognizione nei topi obesi, anche con misure strettamente oggettive come qualsiasi aumento dell’attività elettrica tra i neuroni.
“Se riusciamo a capire cosa si tratta del grasso beige che limita l’infiammazione e forse cosa si tratta del grasso beige che migliora la plasticità del cervello, allora forse possiamo imitarlo in qualche modo con un farmaco o con il beige stimolato dal freddo o anche eliminando un po’ di il grasso sottocutaneo quando sei giovane, congelandolo e restituendolo a te quando sei più grande”, dice Stranahan.
Tutto il grasso tende ad essere ricco di cellule immunitarie, che possono sia favorire che calmare l’infiammazione. Hanno scoperto che il grasso beige interagisce continuamente con quelle cellule immunitarie, inducendo la citochina antinfiammatoria IL-4 nel grasso sottocutaneo. L’IL-4 a sua volta è necessaria affinché il freddo stimoli il “beiging” del grasso, osserva.
Inoltre, a sua volta, il grasso ha indotto IL-4 nella microglia e nelle cellule T, fattori chiave della risposta immunitaria, nelle meningi, una sorta di cappuccio multistrato che si adatta al cervello per aiutarlo a proteggerlo. Hanno anche scoperto che le cellule T nel plesso coroideo, dove viene prodotto il liquido cerebrospinale, avevano indotto IL-4 calmante.
I loro risultati suggeriscono che IL-4 è direttamente coinvolta nella comunicazione tra adipociti beige e neuroni nell’ippocampo, scrivono gli scienziati.
Quando Stranahan e il suo team hanno esaminato ulteriormente, hanno scoperto che erano le cellule T del ricevente nelle meningi a essere chiamate ad un’azione protettiva positiva dalle cellule adipose beige trapiantate, non le cellule immunitarie dal grasso stesso trapiantato.
Ci sono prove che nell’obesità cronica, le proprie cellule immunitarie possono raggiungere il cervello, e in questo caso non c’erano prove che fossero le cellule immunitarie del donatore a fare il viaggio.
“È eccitante perché abbiamo un modo per le cellule immunitarie periferiche di interagire con il cervello in un modo che promuove la cognizione”, dice Stranahan, osservando che ci sono anche molte cose cattive che le cellule immunitarie potrebbero fare nel cervello come contribuire all’ictus e all’Alzheimer.
I suoi numerosi prossimi obiettivi includono imparare di più su quanto sia importante dove mettere il grasso trapiantato, ad esempio se il trasferimento del grasso sottocutaneo in un’area sottocutanea potrebbe funzionare ancora meglio per proteggere dal declino cognitivo; se il trapianto di grasso viscerale in un’area sottocutanea ne riduce l’effetto dannoso; e una migliore comprensione di come il grasso sottocutaneo invia quello che sembra essere un messaggio antinfiammatorio attivo. Vuole anche esplorare questi problemi nei topi femmina poiché gli studi attuali erano limitati ai maschi.
Ma ciò che loro e altri stanno già scoprendo sottolinea l’importanza della distribuzione intrinseca del grasso, che potrebbe essere un biomarcatore per le persone più a rischio di declino cognitivo, dice.
Lo stadio dell’obesità può essere un altro fattore, perché ha anche prove precoci che suggeriscono che più a lungo viene mantenuta una dieta ricca di grassi e più aumenta il grasso sottocutaneo, i suoi poteri protettivi diminuiscono e il grasso viscerale aumenta.
Anche in un giovane sano e non obeso il grasso viscerale produrrà livelli più elevati di infiammazione basale, osserva Stranahan.
Stranahan sottolinea che non vuole che le sue scoperte causino eccessiva preoccupazione negli individui in sovrappeso o generino più pregiudizi nei loro confronti, piuttosto il lavoro consiste nell’identificare meglio i fattori di rischio e diversi punti e metodi di intervento per soddisfare le esigenze degli individui.
Stranahan e i suoi colleghi hanno riferito nel 2015 sulla rivista Brain, Behavior and Immunity che una dieta ricca di grassi induce le microglia a diventare insolitamente sedentarie e a iniziare a mangiare le connessioni tra i neuroni.
Negli adulti, il grasso bruno si trova principalmente tra le scapole e nella parte superiore del torace. L’evidenza suggerisce che possiamo aumentare le cellule adipose marroni e beige esponendoci a temperature più fresche e fredde per diverse ore al giorno e attraverso un intenso esercizio fisico. Questi approcci possono anche indurre la formazione di grasso bianco. La maggior parte di noi probabilmente ha una combinazione di tipi di cellule adipose: per lo più bianche, meno beige e anche meno marroni, dice.
La ricerca è stata finanziata dal National Institutes of Health.
Fonte:
Materials provided by Medical College of Georgia at Augusta University. Original written by Toni Baker. Note: Content may be edited for style and length.
Riferimenti:
- De-Huang Guo, Masaki Yamamoto, Caterina M. Hernandez, Hesam Khodadadi, Babak Baban, Alexis M. Stranahan. Beige adipocytes mediate the neuroprotective and anti-inflammatory effects of subcutaneous fat in obese mice. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-24540-8
Medical College of Georgia at Augusta University. “Beige fat ‘indispensable’ in protecting the brain from dementia.” ScienceDaily. ScienceDaily, 10 August 2021. <www.sciencedaily.com/releases/2021/08/210810104656.htm>.