Stare diversi giorni senza mangiare non si limita semplicemente a costringere il corpo a bruciare grassi. Uno studio pubblicato su *Nature Metabolism* ha dimostrato che il digiuno prolungato innesca cambiamenti biologici di vasta portata in tutto il corpo, compresi quelli relativi al cervello, al metabolismo e al sistema immunitario. Gli scienziati hanno scoperto che molti degli effetti più significativi non si sono verificati immediatamente. Al contrario, dopo circa tre giorni senza cibo, il corpo sembrava passare a uno stato biologico completamente diverso. I risultati forniscono uno dei quadri più chiari fino ad oggi su come il digiuno prolungato influisca sul corpo umano a livello molecolare. I ricercatori affermano che questo lavoro potrebbe in ultima analisi aiutare gli scienziati a sviluppare trattamenti che imitano alcuni degli effetti del digiuno senza richiedere alle persone di rimanere senza cibo per giorni e giorni.

Cosa succede durante il digiuno prolungato e quale ruolo svolge la cronobiologia?

Gli esseri umani si sono evoluti per sopravvivere a periodi di scarsità di cibo. Quando il cibo non è disponibile, il corpo passa dall’apporto energetico derivato dal glucosio presente negli alimenti all’utilizzo delle riserve di grasso. Nel corso di questo processo, il metabolismo cambia gradualmente: i livelli di insulina diminuiscono, le riserve di energia immagazzinate vengono mobilitate e il corpo inizia a utilizzare sempre più gli acidi grassi e i cosiddetti corpi chetonici come fonti di energia. Questi meccanismi di adattamento hanno aiutato gli esseri umani a sopravvivere a periodi più lunghi senza un regolare apporto di cibo nel corso dell’evoluzione. Il digiuno è praticato da millenni per ragioni religiose, culturali e mediche. In molte religioni, il digiuno è visto come un’espressione di disciplina, purificazione o riflessione spirituale. Allo stesso tempo, è stato tradizionalmente utilizzato in varie culture per promuovere la salute. Negli ultimi anni, l’interesse scientifico per il digiuno è aumentato in modo significativo. I ricercatori stanno studiando, tra le altre cose, come diverse forme di digiuno influenzino il metabolismo, i processi infiammatori, il peso, la salute cardiovascolare e i processi di invecchiamento. Il digiuno intermittente, in particolare, è al centro di molti studi.

Anche la cronobiologia– la scienza dell’orologio biologico interno del corpo – svolge un ruolo importante nel digiuno. Il corpo umano segue un ritmo circadiano che controlla numerosi processi quali il metabolismo, la produzione ormonale, il sonno, la temperatura corporea e il dispendio energetico. I ricercatori ritengono che non sia importante solo cosa e quanto si mangia, ma anche quando si mangia. Gli intervalli di digiuno possono influenzare questo orologio interno e sincronizzare determinati processi metabolici con il naturale ritmo giorno-notte del corpo.

Gli studi suggeriscono che l’alimentazione a tempo limitato, in cui l’assunzione di cibo è circoscritta a specifiche ore del giorno, potrebbe influenzare positivamente la sensibilità all’insulina, il metabolismo del glucosio nel sangue e, forse, anche i processi infiammatori. Sembra particolarmente vantaggioso consumare cibo durante il giorno, quando il corpo è biologicamente più predisposto all’elaborazione dell’energia. Mangiare a tarda notte, d’altra parte, è associato a disturbi metabolici, problemi di sonno e un aumento del rischio di obesità. Gli scienziati sospettano inoltre che i periodi di digiuno possano favorire i processi di riparazione e rigenerazione strettamente legati all’orologio biologico. Questi includono, tra le altre cose, i processi di pulizia cellulare, gli aggiustamenti ormonali e i cambiamenti nel metabolismo energetico. Tuttavia, i ricercatori sottolineano che le connessioni tra digiuno, cronobiologia e salute a lungo termine non sono ancora pienamente comprese e continuano a essere oggetto di studi approfonditi.

Negli ultimi anni, ha attirato sempre più attenzione poiché gli studi stabiliscono un legame tra il digiuno e il digiuno intermittente da un lato, e la perdita di peso, il miglioramento della salute metabolica e i processi di riparazione cellulare dall’altro. Ciononostante, gli scienziati hanno avuto solo una comprensione limitata di come esattamente il corpo reagisca a periodi di digiuno prolungati. Per indagare su questo, i ricercatori del Precision Healthcare University Research Institute (PHURI) della Queen Mary University di Londra e della Norwegian School of Sports Sciences hanno osservato 12 volontari sani durante un digiuno di sette giorni in cui bevevano solo acqua. Sono stati prelevati campioni di sangue ogni giorno prima, durante e dopo il digiuno. Utilizzando una tecnologia proteomica all’avanguardia, il team ha monitorato circa 3.000 proteine circolanti nel flusso sanguigno. Queste proteine possono fornire indizi su ciò che sta accadendo negli organi e nei tessuti di tutto il corpo.

I cambiamenti più significativi sono iniziati dopo il terzo giorno

Come previsto, nei primi due o tre giorni di digiuno, il corpo è passato rapidamente dal bruciare glucosio al bruciare grassi. I partecipanti hanno perso in media 5,7 chilogrammi (circa 12,5 libbre), tra tessuto adiposo e magro. Dopo che i partecipanti hanno ricominciato a mangiare per tre giorni, la maggior parte della perdita di tessuto magro è stata recuperata, mentre gran parte della perdita di grasso è rimasta.

Ma i ricercatori hanno scoperto qualcosa di ancora più sorprendente: i cambiamenti diffusi nell’attività proteica in tutto il corpo non si sono verificati immediatamente. Al contrario, i principali cambiamenti molecolari sono diventati chiaramente evidenti solo dopo circa tre giorni senza apporto calorico. Più di un terzo delle proteine studiate ha subito cambiamenti significativi durante il digiuno. Tra i cambiamenti più evidenti vi sono state le proteine associate alla matrice extracellulare, che fornisce stabilità strutturale ai tessuti e agli organi, comprese le cellule nervose nel cervello. I cambiamenti proteici sono stati notevolmente coerenti tra i partecipanti, suggerendo che il corpo risponde al digiuno prolungato con una reazione altamente coordinata.

“Per la prima volta, possiamo vedere cosa succede a livello molecolare in tutto il corpo quando digiuniamo”, ha detto Claudia Langenberg, direttrice del Precision Health University Research Institute (PHURI) presso la Queen Mary University. “Il digiuno, se praticato in modo sicuro, è una misura efficace per la perdita di peso. Le diete popolari che prevedono il digiuno, come il digiuno intermittente, promettono benefici per la salute che vanno oltre la perdita di peso. I nostri risultati forniscono prove dei benefici per la salute del digiuno al di là della perdita di peso, ma questi sono diventati evidenti solo dopo tre giorni di completa restrizione calorica, più tardi di quanto avessimo inizialmente ipotizzato”.

Potenziali benefici oltre la perdita di peso

I ricercatori hanno utilizzato dati genetici provenienti da studi su larga scala condotti sull’uomo per indagare in che modo i cambiamenti proteici osservati durante il digiuno potessero influenzare la salute a lungo termine. I risultati hanno suggerito potenziali collegamenti con miglioramenti in diverse vie di segnalazione biologica associate al rischio di malattia, all’infiammazione e al metabolismo cellulare. Gli scienziati hanno inoltre identificato cambiamenti nelle proteine coinvolte nelle strutture di supporto del cervello, nelle risposte immunitarie e nei processi di riparazione cellulare e di stress. Alcuni di questi cambiamenti erano collegati a vie di segnalazione che svolgono un ruolo anche nei processi di invecchiamento, nelle malattie neurodegenerative e nei disturbi metabolici. I risultati hanno quindi suscitato interesse sulla possibilità che il digiuno possa un giorno aiutare i ricercatori a sviluppare terapie che imitano determinati effetti biologici del digiuno senza richiedere alle persone di astenersi completamente dal cibo per periodi prolungati.

L’interesse per la ricerca sul digiuno ha continuato a crescere dalla pubblicazione dello studio del 2024. Revisioni più recenti collegano il digiuno intermittente a una maggiore sensibilità all’insulina, a livelli più sani di lipidi nel sangue e a potenziali benefici per le funzioni cerebrali e cardiovascolari. Altri studi recenti sul digiuno a lungo termine mostrano inoltre che durante periodi di digiuno della durata di diversi giorni, il corpo entra in uno stato chetogenico profondo, alterando in modo fondamentale il modo in cui produce energia. I ricercatori stanno inoltre studiando se il digiuno possa attivare processi come l’autofagia, una sorta di “programma di riciclaggio” cellulare in cui i componenti cellulari danneggiati vengono scomposti. Questi meccanismi sono considerati una possibile spiegazione del motivo per cui il digiuno è associato a effetti sulla salute cellulare, sulla regolazione dell’infiammazione e sui processi di invecchiamento.

I potenziali rischi

Sebbene il digiuno sia associato a effetti biologici positivi come il miglioramento dei marcatori metabolici o cambiamenti in alcuni marcatori infiammatori, gli scienziati mettono in guardia dal considerare il digiuno prolungato o estremo come fondamentalmente privo di rischi. In particolare, digiunare per diversi giorni consumando solo acqua sottopone l’organismo a uno stress significativo e può innescare varie risposte fisiologiche allo stress.

In uno studio proteomico sul digiuno prolungato a base di acqua, i ricercatori hanno osservato, tra le altre cose, segni di un aumento delle risposte infiammatorie, una maggiore attivazione piastrinica e cambiamenti nelle vie di segnalazione coinvolte nella coagulazione del sangue. Gli autori ipotizzano che queste possano essere in parte risposte adattative a breve termine da parte dell’organismo. Allo stesso tempo, tuttavia, hanno sottolineato che non è ancora chiaro quali effetti a lungo termine possa avere un digiuno ripetuto o molto prolungato sul sistema cardiovascolare, sulla funzione immunitaria e sul metabolismo.

Inoltre, il digiuno prolungato può portare a un apporto insufficiente di energia, liquidi e minerali essenziali. I potenziali squilibri elettrolitici — come le variazioni dei livelli di sodio, potassio o magnesio — sono particolarmente critici, poiché possono causare aritmie cardiache, debolezza muscolare o sintomi neurologici, tra le altre cose. Sono comuni anche vertigini, mal di testa, difficoltà di concentrazione, pressione sanguigna bassa, affaticamento e problemi circolatori. Se il corpo riceve troppo poche proteine per un periodo prolungato, si può anche verificare una perdita di massa muscolare. Si raccomanda particolare cautela alle persone con patologie preesistenti. Nel diabete, il digiuno può aumentare il rischio di ipoglicemia o di gravi fluttuazioni della glicemia. Le persone con disturbi alimentari possono rafforzare modelli comportamentali problematici attraverso forme restrittive di digiuno. Il digiuno prolungato può anche comportare rischi per la salute per chi soffre di malattie cardiovascolari, malattie renali croniche, problemi al fegato, o durante la gravidanza e l’allattamento. Gli esperti raccomandano quindi di non intraprendere regimi di digiuno prolungato senza supervisione medica. In particolare, il digiuno estremo per diversi giorni o settimane dovrebbe essere valutato individualmente da un medico per identificare precocemente i potenziali rischi ed evitare complicazioni di salute.

Perché gli scienziati sono entusiasti dei risultati

I ricercatori affermano che una delle scoperte più importanti è stata la tempistica della risposta dell’organismo. Molti approcci comuni al digiuno si concentrano su periodi di digiuno più brevi, ma questo studio suggerisce che alcuni dei cambiamenti molecolari più significativi nell’organismo potrebbero richiedere diversi giorni di completa restrizione calorica. “Le nostre scoperte forniscono una base per la conoscenza di lunga data sul perché il digiuno sia utilizzato per determinate condizioni”, ha affermato Maik Pietzner, responsabile della divisione Dati sanitari presso PHURI e co-leader del gruppo di Medicina computazionale presso l’Istituto di salute di Berlino alla Charité. “Sebbene il digiuno possa essere benefico nel trattamento di alcune condizioni, spesso non è un’opzione per i pazienti con problemi di salute. Speriamo che questi risultati facciano luce sul motivo per cui il digiuno è benefico in determinati casi e che queste intuizioni possano poi essere utilizzate per sviluppare metodi di trattamento fattibili per i pazienti.”