Si potrebbe pensare che l’estate sia più salutare. Il sole splende, riceviamo molta vitamina D e le giornate sono lunghe. Tuttavia, i risultati di una ricerca dell’Università di Copenaghen suggeriscono che le abitudini alimentari invernali sono migliori per la nostra salute metabolica rispetto a quelle estive, almeno se si è un topo.

I ricercatori hanno studiato il metabolismo e il peso dei topi esposti sia alla “luce invernale” che alla “luce estiva”. “Abbiamo scoperto che anche negli animali non stagionali, le differenze di ore di luce tra estate e inverno portano a differenze nel metabolismo energetico. In questo caso, si tratta di peso corporeo, massa grassa e contenuto di grasso nel fegato”, spiega Lewin Small, che ha condotto la ricerca come borsista post-dottorato presso il Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research dell’Università di Copenhagen. E aggiunge: “Abbiamo riscontrato questo fenomeno soprattutto nei topi esposti a condizioni di luce invernale. Questi topi aumentavano meno di peso corporeo e presentavano livelli di obesità più bassi. Mangiavano in modo più ritmico nell’arco delle 24 ore. Questo ha portato a benefici per la salute metabolica”. Lo studio è il primo del suo genere a esaminare l’influenza delle ore di luce sul metabolismo dei topi, che non sono considerati animali stagionali perché, come gli esseri umani, non si riproducono solo in determinate stagioni. Gli animali che si riproducono in stagioni specifiche aumentano di peso prima della stagione riproduttiva per conservare le riserve energetiche.

Le ore di luce influenzano il metabolismo

La luce del giorno svolge un ruolo centrale nel metabolismo umano perché controlla in modo significativo il bioritmo interno. Quando la luce colpisce gli occhi, il corpo invia segnali all’orologio interno del cervello, che regola vari ormoni. Al mattino, in particolare, la luce del giorno fa sì che la produzione dell’ormone del sonno, la melatonina, si riduca. Allo stesso tempo, i livelli di cortisolo aumentano naturalmente, rendendo il corpo sveglio e attivo e stimolando il metabolismo energetico. Un ritmo ben equilibrato di luce e ormoni aiuta il metabolismo a lavorare in modo uniforme, favorisce la regolazione degli zuccheri nel sangue e mantiene la combustione dei grassi. Una luce troppo scarsa, come spesso accade in inverno o durante i lunghi periodi in casa, può interrompere questo processo. Il corpo rimane più a lungo in una sorta di modalità di riposo, la stanchezza aumenta e il metabolismo rallenta.

La luce del giorno influenza anche la produzione di serotonina, un ormone importante sia per l’umore che per l’appetito. Se la luce è sufficiente, i livelli di serotonina sono più alti, il che aumenta il benessere generale e può prevenire il desiderio di cibo. La mancanza di luce riduce l’attività della serotonina, inducendo l’organismo a desiderare più spesso cibi ricchi di energia e carboidrati, che a loro volta possono influire sul peso corporeo e sul metabolismo. Inoltre, la luce solare svolge un ruolo importante nella formazione della vitamina D, coinvolta in vari processi metabolici, tra cui il metabolismo degli zuccheri e dei grassi e la forza muscolare. Una carenza di vitamina D, più frequente nei mesi di scarsa luminosità, può quindi contribuire indirettamente a rallentare il metabolismo. Nel complesso, è chiaro che la luce del giorno è molto più di un fattore di buona visione. Agisce come un pacemaker per gli ormoni, il bilancio energetico, la qualità del sonno e la regolazione dell’appetito. L’esposizione regolare a una quantità sufficiente di luce diurna, soprattutto al mattino, non solo migliora l’umore, ma favorisce anche un metabolismo sano e attivo.

Le differenze di intensità luminosa tra estate e inverno possono influenzare le nostre abitudini alimentari

I ricercatori sono stati spinti a condurre lo studio dalle significative differenze nelle ore di luce nelle diverse regioni del mondo. “Stiamo studiando l’influenza dell’ora del giorno su aspetti del metabolismo come l’esercizio fisico, l’obesità e il diabete. Tuttavia, la maggior parte degli studi che indagano su questa relazione presuppongono che la durata del giorno e della notte sia la stessa durante tutto l’anno”, spiega Lewin Small. Pertanto, si è voluto scoprire cosa significano le differenze stagionali di luce per il metabolismo. La maggior parte delle persone nel mondo vive con una differenza di luce di almeno due ore tra estate e inverno. “Vengo dall’Australia e quando mi sono trasferito in Danimarca non ero abituato alla grande differenza tra estate e inverno ed ero interessato a capire come questo potesse influire sui ritmi circadiani e sul metabolismo”, spiega Lewin Small, aggiungendo: “Così abbiamo esposto i topi di laboratorio a diverse condizioni di luce che rappresentavano le diverse stagioni e abbiamo misurato i marcatori della salute metabolica e del ritmo circadiano in questi animali”.

Poiché la ricerca è stata condotta utilizzando i topi come cavie, non si può presumere che lo stesso valga per gli esseri umani. “Si tratta di una prova di principio. Le differenze nelle ore di luce influenzano il metabolismo energetico? Sì, è così. Ulteriori studi sull’uomo potrebbero dimostrare che modificando l’esposizione alla luce artificiale di notte o alla luce naturale durante l’anno si potrebbe migliorare la nostra salute metabolica”, afferma Juleen Zierath, professore del Novo Nordisk Center for Basic Metabolism Research (CBMR) e autore principale dello studio. Lewin Small aggiunge che queste nuove scoperte sono importanti per capire come le abitudini alimentari siano influenzate dalla luce e dalle stagioni, il che potrebbe aiutarci a capire perché alcune persone ingrassano di più o se ingrassano di più in determinati periodi dell’anno. Le differenze di intensità luminosa tra l’estate e l’inverno potrebbero influenzare la nostra sensazione di fame e quando ci sentiamo affamati durante il giorno.

Cosa e quanto mangiamo può alterare il nostro orologio interno e le risposte ormonali

Ricerche precedenti hanno dimostrato che gli ormoni glucocorticoidi, come il cortisolo, regolano i livelli di zuccheri e grassi in modo diverso nell’arco delle 24 ore, a seconda dell’ora del giorno o della notte, dell’assunzione di cibo e del digiuno, del riposo e dell’attività. Uno studio condotto sui topi ha scoperto che il ciclo metabolico dipendente dall’ora del giorno è alterato da una dieta ipercalorica. Poiché i glucocorticoidi sono spesso utilizzati per trattare le malattie infiammatorie, i risultati pubblicati da Molecular Cell suggeriscono che i pazienti magri e obesi possono rispondere in modo diverso alla terapia steroidea. Infine, è stata dimostrata la funzione biologica del ritmo giornaliero della secrezione ormonale (alta prima della veglia e del pasto, bassa durante il sonno e il digiuno) e dei cicli giornalieri di immagazzinamento o rilascio di zuccheri e grassi da parte del fegato.

Ogni cellula del corpo umano è controllata da un orologio interno che segue il ritmo circadiano di 24 ore. È sincronizzato con il ciclo naturale giorno-notte principalmente dalla luce solare, ma anche dalle abitudini sociali. In un sistema sano, gli ormoni dello stress glucocorticoidi sono prodotti ogni mattina dalla ghiandola surrenale. Il rilascio di glucocorticoidi raggiunge un picco prima del risveglio e induce l’organismo a utilizzare gli acidi grassi e gli zuccheri come fonti di energia per iniziare le attività quotidiane. Quando il ritmo circadiano viene interrotto (ad esempio, a causa del lavoro a turni o del jet lag) e/o quando i livelli di glucocorticoidi cambiano (ad esempio, a causa della sindrome di Cushing o di un uso clinico a lungo termine), ciò può portare a profondi disturbi metabolici, come l‘obesità, il diabete di tipo 2 e la malattia del fegato grasso. L’obiettivo dei ricercatori era quindi quello di capire il significato di questi picchi giornalieri nel rilascio degli ormoni dello stress, l’influenza di questi ormoni sul nostro “orologio interno” e il loro ruolo nei cicli metabolici quotidiani.

Effetti metabolici dei glucocorticoidi sul fegato

Per studiare gli effetti metabolici dei glucocorticoidi nel fegato, i ricercatori hanno caratterizzato l’attività del loro recettore, noto come recettore dei glucocorticoidi, utilizzando nuove tecniche high-throughput. Hanno analizzato il fegato dei topi ogni quattro ore durante il giorno e la notte. I topi erano in condizioni normali o alimentati con una dieta ad alto contenuto di grassi. Hanno poi utilizzato tecnologie all’avanguardia nei campi della genomica, della proteomica e della bioinformatica per mostrare quando e dove il recettore dei glucocorticoidi esercita i suoi effetti metabolici. I ricercatori hanno studiato gli effetti delle raffiche giornaliere di rilascio di glucocorticoidi nel ciclo di 24 ore del metabolismo epatico. Sono riusciti a dimostrare che i glucocorticoidi regolano il metabolismo in modo diverso durante il digiuno (quando i topi dormono) e durante l’alimentazione (quando sono attivi) attraverso un legame dipendente dal tempo con il genoma. Inoltre, hanno dimostrato come la maggior parte dell’attività genica ritmica sia controllata da questi ormoni. Quando questo controllo viene meno (nei cosiddetti topi knockout), i livelli di zucchero e di grasso nel sangue risultano alterati. Questo spiega perché il fegato regola i livelli di zucchero e grasso nel sangue in modo diverso durante il giorno e la notte.

Poiché il recettore dei glucocorticoidi è una molecola bersaglio comunemente usata nell’immunoterapia, i ricercatori hanno poi studiato i suoi effetti genomici dopo l’iniezione del farmaco desametasone, un glucocorticoide sintetico che attiva anche questo recettore. “Con questo esperimento”, spiega la dott.ssa Fabiana Quagliarini, “abbiamo scoperto che la risposta al farmaco era diversa nei topi obesi rispetto a quelli magri. È la prima volta che si dimostra che la dieta altera la risposta ormonale e farmacologica dei tessuti metabolici”.

Risultati importanti per la cronomedicina e il trattamento delle malattie metaboliche

I glucocorticoidi sono un gruppo di ormoni steroidei naturali e sintetici, come il cortisolo, prodotti principalmente nella corteccia surrenale. Seguono un ritmo giornaliero rigoroso nell’organismo. I livelli di cortisolo sono più alti al mattino per attivare l’organismo e diminuiscono nel corso della giornata. Questo ritmo è controllato dall’orologio interno e può essere influenzato dalla luce, dallo stress o dal sonno. I glucocorticoidi hanno forti proprietà antinfiammatorie e immunosoppressive che possono essere utilizzate per controllare l’attività del sistema immunitario. Per questo motivo, sono ampiamente utilizzati in medicina. Lo svantaggio principale è che i glucocorticoidi causano anche gravi effetti collaterali dovuti alla loro capacità di modulare il metabolismo degli zuccheri e dei grassi: i pazienti possono sviluppare obesità, ipertrigliceridemia, fegato grasso, pressione alta o diabete di tipo 2.

“Capire come i glucocorticoidi controllino il ciclo di 24 ore dell’attività genica nel fegato e quindi i livelli di zuccheri e grassi nel sangue fornisce nuovi spunti per la cronomedicina e lo sviluppo delle malattie metaboliche. Siamo riusciti a descrivere una nuova connessione tra stile di vita, ormoni e fisiologia a livello molecolare, che suggerisce che le persone in sovrappeso possono rispondere in modo diverso al rilascio quotidiano di ormoni o ai farmaci glucocorticoidi. Questi meccanismi costituiscono la base per lo sviluppo di futuri approcci terapeutici”, sottolinea la professoressa Henriette Uhlenhaut.