La scoperta degli scienziati potrebbe portare a nuovi trattamenti per perdere peso e per la salute metabolica.
I neuroscienziati della Scripps Research hanno identificato i circuiti cerebrali che fanno sì che i mammiferi vogliono mangiare di più quando sono esposti a temperature fredde.
I mammiferi bruciano automaticamente più energia per mantenere la normale temperatura corporea quando esposti al freddo.
Questo aumento del dispendio energetico attivato dal freddo innesca un aumento dell’appetito e dell’alimentazione, sebbene il meccanismo specifico che lo controlla fosse sconosciuto.
Nel nuovo studio, riportato il 16 agosto 2023 su Nature, i ricercatori hanno identificato un gruppo di neuroni che funzionano come un “interruttore” per questo comportamento legato al freddo e alla ricerca di cibo nei topi. La scoperta potrebbe portare a potenziali terapie per la salute metabolica e la perdita di peso.
“Questo è un meccanismo adattativo fondamentale nei mammiferi e indirizzarlo con trattamenti futuri potrebbe consentire il miglioramento dei benefici metabolici del freddo o di altre forme di combustione dei grassi”, afferma l’autore senior dello studio Li Ye, professore associato e cattedra Abide-Vividion in chimica e biologia chimica presso Scripps Research.
Il primo autore dello studio è stato il ricercatore associato post-dottorato Ye Lab Neeraj Lal,.
Poiché l’esposizione al freddo porta a una maggiore combustione di energia per rimanere al caldo, l’immersione in acqua fredda e altre forme di “terapia del freddo” sono state esplorate come metodi per perdere peso e migliorare la salute metabolica.
Uno svantaggio delle terapie del freddo è che le risposte evolute degli esseri umani al freddo non sono progettate per causare perdita di peso (un effetto che avrebbe potuto essere fatale durante i frequenti periodi di scarsità di cibo nei tempi pre-moderni).
Il freddo, come la dieta e l’esercizio fisico, aumenta l’appetito per contrastare qualsiasi effetto di perdita di peso.
Nello studio, Ye e il suo team hanno deciso di identificare i circuiti cerebrali che mediano questo aumento dell’appetito indotto dal freddo.
Una delle loro prime osservazioni è stata che, con l’inizio delle temperature fredde (da 22C° a 4C°), i topi aumentano la loro ricerca di cibo solo dopo un ritardo di circa sei ore, suggerendo che questo cambiamento comportamentale non è semplicemente un risultato diretto del rilevamento del freddo.
Utilizzando tecniche chiamate clearing dell’intero cervello e microscopia a foglio di luce, i ricercatori hanno confrontato l’attività dei neuroni in tutto il cervello durante le condizioni fredde rispetto a quelle calde.
Presto fecero un’osservazione chiave: mentre la maggior parte dell’attività neuronale attraverso il cervello era molto più bassa nella condizione fredda, porzioni di una regione chiamata talamo mostravano una maggiore attivazione.
Alla fine, il team si è concentrato su uno specifico gruppo di neuroni chiamato nucleo xifoideo del talamo della linea mediana, dimostrando che l’attività in questi neuroni aumentava in condizioni di freddo poco prima che i topi si muovessero dal loro torpore indotto dal freddo per cercare cibo.
Quando meno cibo era disponibile all’inizio della condizione fredda, l’aumento dell’attività nel nucleo xifoideo era ancora maggiore, suggerendo che questi neuroni rispondono a un deficit energetico indotto dal freddo piuttosto che al freddo stesso.
Quando i ricercatori hanno attivato artificialmente questi neuroni, i topi hanno aumentato la loro ricerca di cibo, ma non altre attività.
Allo stesso modo, quando il team ha inibito l’attività di questi neuroni, i topi hanno diminuito la loro ricerca di cibo.
Questi effetti sono apparsi solo in condizioni di freddo, il che implica che le temperature fredde forniscono un segnale separato che deve essere presente affinché si verifichino cambiamenti di appetito.
In un’ultima serie di esperimenti, il team ha dimostrato che questi neuroni del nucleo xifoideo proiettano in una regione del cervello chiamata nucleo accumbens, un’area nota da tempo per il suo ruolo nell’integrazione di segnali di ricompensa e avversione per guidare il comportamento, incluso il comportamento alimentare.
In definitiva, questi risultati possono avere rilevanza clinica, dice Ye, perché suggeriscono la possibilità di bloccare il solito aumento dell’appetito indotto dal freddo, consentendo a regimi di esposizione al freddo relativamente semplici di guidare la perdita di peso in modo molto più efficiente.
“Uno dei nostri obiettivi chiave ora è capire come disaccoppiare l’aumento dell’appetito dall’aumento del dispendio energetico”, dice.
“Vogliamo anche scoprire se questo meccanismo di aumento dell’appetito indotto dal freddo fa parte di un meccanismo più ampio che il corpo utilizza per compensare il dispendio energetico extra, ad esempio dopo l’esercizio”.
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