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Domenica, 29 Novembre 2009
> APPROFONDIMENTI: Metabolismo e ritmi circadiani
Biologia: Alimentazione e salute
Il fegato possiede un "orologio" autonomo utile a tenere separati processi incompatibili, come la generazione di radicali liberi, pericolosi per il DNA, e la replicazione del DNA
Per la salute, quando si mangia può essere altrettanto importante di che cosa si mangia. A stabilirlo è stata una ricerca condotta presso il Salk Institute for Biological Studies da un gruppo di ricercatori che ha mostrato come il ciclo di attivazione giornaliero di diverse migliaia di geni nel fegato è fortemente controllato dall'assunzione di cibo e non dall'orologio circadiano dell'organismo, come solitamente pensato.
La scoperta – descritta in un articolo sui "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS) anticipato on line - potrebbe spiegare perché i lavoratori soggetti a turni siano particolarmente suscettibili a sviluppare la cosiddetta sindrome metabolica, caratterizzata da diabete, elevati livelli di colesterolo e obesità.
Nei mammiferi il sistema circadiano è composto da un “orologio” cerebrale centrale e d diversi “oscillatori” presenti nei tessuti periferici. L'orologio centrale è settato in base alla luce e determina la predisposizione generale a una vita diurna o notturna, inclusi i ritmi sonno-veglia e il comportamento alimentare connesso. Gli oscillatori periferici sono invece insensibili alla luce, mentre la loro fase e ampiezza sembra essere influenzata da diversi fattori, fra cui i tempi dell'alimentazione.
"L'oscillatore epatico in particolare aiuta l'organismo ad adattarsi allo schema quotidiano di disponibilità del cibo sincronizzando temporalmente l'attività di migliaia di geni che regolano il metabolismo e la fisiologia”, osserva Satchidananda (Satchin) Panda, che ha diretto la ricerca. "Questa regolazione è molto importante perché l'assenza di un robusto orologio circadiano predispone l'organismo a varie disfunzioni e malattie metaboliche.”
La correlazione dimostrata dai ricercatori era in effetti già sospettata, ma finora non si sapeva se fosse controllata dall'attesa di nutrienti del fegato o dall'effettiva assunzione di cibo, né tanto meno i meccanismi biochimici coinvolti nella modulazione nelle attività di trascrizione dei geni.
"Le funzioni di trascrizione indotte dagli alimenti sono come una clessidra metabolica che funziona per 24 ore, ma che è resettata quando si mangia, mentre l'orologio circadiano centrale è diretto da ritmi autonomi che ci aiutano ad anticipare l'alimentazione sulla base del nostro schema di alimentazione usuale”, osserva Christopher Vollmers, che ha partecipato allo studio. "Ma nel mondo reale non mangiamo sempre alla stessa ora ogni giorno e quindi è perfettamente ragionevole che l'attività dei geni metabolici aumenti quando servono di più.”
Panda ritiene che gli oscillatori locali servano a un ben preciso e importante scopo: tenere separati processi incompatibili, come la generazione di specie reattive dell'ossigeno, potenzialmente molto pericolose per il DNA, e la replicazione del DNA.
Dimmi quando mangi e ti dirò come stai
Il fegato possiede un "orologio" autonomo utile a tenere separati processi incompatibili, come la generazione di radicali liberi, pericolosi per il DNA, e la replicazione del DNA
Per la salute, quando si mangia può essere altrettanto importante di che cosa si mangia. A stabilirlo è stata una ricerca condotta presso il Salk Institute for Biological Studies da un gruppo di ricercatori che ha mostrato come il ciclo di attivazione giornaliero di diverse migliaia di geni nel fegato è fortemente controllato dall'assunzione di cibo e non dall'orologio circadiano dell'organismo, come solitamente pensato.
La scoperta – descritta in un articolo sui "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS) anticipato on line - potrebbe spiegare perché i lavoratori soggetti a turni siano particolarmente suscettibili a sviluppare la cosiddetta sindrome metabolica, caratterizzata da diabete, elevati livelli di colesterolo e obesità.
Nei mammiferi il sistema circadiano è composto da un “orologio” cerebrale centrale e d diversi “oscillatori” presenti nei tessuti periferici. L'orologio centrale è settato in base alla luce e determina la predisposizione generale a una vita diurna o notturna, inclusi i ritmi sonno-veglia e il comportamento alimentare connesso. Gli oscillatori periferici sono invece insensibili alla luce, mentre la loro fase e ampiezza sembra essere influenzata da diversi fattori, fra cui i tempi dell'alimentazione.
"L'oscillatore epatico in particolare aiuta l'organismo ad adattarsi allo schema quotidiano di disponibilità del cibo sincronizzando temporalmente l'attività di migliaia di geni che regolano il metabolismo e la fisiologia”, osserva Satchidananda (Satchin) Panda, che ha diretto la ricerca. "Questa regolazione è molto importante perché l'assenza di un robusto orologio circadiano predispone l'organismo a varie disfunzioni e malattie metaboliche.”
La correlazione dimostrata dai ricercatori era in effetti già sospettata, ma finora non si sapeva se fosse controllata dall'attesa di nutrienti del fegato o dall'effettiva assunzione di cibo, né tanto meno i meccanismi biochimici coinvolti nella modulazione nelle attività di trascrizione dei geni.
"Le funzioni di trascrizione indotte dagli alimenti sono come una clessidra metabolica che funziona per 24 ore, ma che è resettata quando si mangia, mentre l'orologio circadiano centrale è diretto da ritmi autonomi che ci aiutano ad anticipare l'alimentazione sulla base del nostro schema di alimentazione usuale”, osserva Christopher Vollmers, che ha partecipato allo studio. "Ma nel mondo reale non mangiamo sempre alla stessa ora ogni giorno e quindi è perfettamente ragionevole che l'attività dei geni metabolici aumenti quando servono di più.”
Panda ritiene che gli oscillatori locali servano a un ben preciso e importante scopo: tenere separati processi incompatibili, come la generazione di specie reattive dell'ossigeno, potenzialmente molto pericolose per il DNA, e la replicazione del DNA.
