I ricercatori hanno scoperto che la durata delle ore di luce influisce sul livello dei recettori oppioidi nel tessuto adiposo bruno. Man mano che le ore di luce si accorciano, l’attività dei recettori aumenta. Un fenomeno simile si verifica anche nel cervello. Entrambi i fenomeni aiutano gli esseri umani e gli animali ad adattarsi ai cambiamenti stagionali.

L’importanza del grasso bruno

Man mano che la stagione diventa più buia e fredda, il grasso bruno degli animali inizia ad aumentare. Questo tessuto genera calore in modo efficiente e rapido e regola l’appetito. Il grasso bruno è presente anche negli esseri umani. Il grasso bruno è responsabile del consumo di energia e della sua conversione in calore. Questo processo è chiamato termogenesi e aiuta il corpo a regolare la propria temperatura, specialmente in condizioni di freddo. Il grasso bruno contiene un numero particolarmente elevato di mitocondri— le “centrali energetiche” delle cellule — che gli conferiscono il suo caratteristico colore scuro. Negli esseri umani, il grasso bruno è più presente nei neonati, poiché questi non sono ancora in grado di regolare efficacemente la propria temperatura corporea da soli. Negli adulti è presente solo in piccole quantità, ma continua a svolgere un ruolo nel metabolismo e nel dispendio energetico.

Il tessuto adiposo bruno non solo svolge un ruolo importante nella produzione di calore, ma sembra anche essere strettamente legato ai ritmi biologici dell’organismo. Gli studi dimostrano che la sua attività è influenzata da stimoli esterni quali la luce, la temperatura e la durata del giorno. Questi fattori controllano il ritmo circadiano — l’orologio interno dell’organismo, che regola il sonno, la produzione ormonale, il metabolismo e il dispendio energetico. Il grasso bruno possiede i propri meccanismi di orologio molecolare e segue fluttuazioni diurne che influenzano la sua capacità di produrre calore e utilizzare energia. I ricercatori ipotizzano quindi che questo tessuto faccia parte di una rete complessa attraverso la quale l’organismo si adatta ai cambiamenti quotidiani e stagionali. I cambiamenti nella durata della luce diurna potrebbero non solo influenzare l’attività del grasso bruno, ma anche incidere sul metabolismo, sull’appetito, sul peso corporeo e, forse, persino sull’umore e sul benessere. Di conseguenza, il grasso bruno sta diventando sempre più al centro dell’attenzione della cronobiologia, che studia come i processi biologici siano controllati da strutture temporali interne ed esterne.

Nuove terapie per l’obesità

L’importanza del tessuto adiposo bruno per la salute sta diventando sempre più al centro della ricerca. A differenza del tessuto adiposo bianco, che immagazzina l’energia in eccesso ed è più diffuso nelle persone in sovrappeso, le cellule del grasso bruno bruciano energia per produrre calore. In questo modo, non solo aiutano a mantenere la temperatura corporea, ma influenzano anche l’equilibrio energetico complessivo dell’organismo. Gli scienziati ipotizzano quindi che una maggiore attivazione del tessuto adiposo bruno possa aiutare a combattere l’obesità e le malattie metaboliche ad essa correlate.

Uno studio condotto dall’Ospedale Universitario di Bonn dimostra quanto sia grande l’interesse per questo tessuto. I ricercatori hanno identificato la proteina EPAC1 come regolatore chiave della crescita e dell’attività del tessuto adiposo bruno. Gli esperimenti hanno dimostrato che l’EPAC1 favorisce la formazione delle cellule adipose brune e può persino contribuire allo sviluppo delle cosiddette cellule adipose beige all’interno del tessuto adiposo bianco. Queste cellule presentano proprietà simili a quelle delle cellule adipose brune e sono anch’esse in grado di bruciare energia. Gli scienziati sono inoltre riusciti a dimostrare che questa via di segnalazione è attiva non solo nei topi, ma anche nelle cellule adipose umane.

A lungo termine, i ricercatori sperano di utilizzare questi risultati per sviluppare nuove terapie contro l’obesità. Poiché la dieta e l’esercizio fisico da soli sono spesso insufficienti per una perdita di peso duratura, gli scienziati stanno cercando modi per aumentare in modo specifico il dispendio energetico dell’organismo. Il grasso bruno è considerato un approccio particolarmente promettente in questo senso, poiché è in grado di rilasciare l’energia in eccesso sotto forma di calore. I risultati ottenuti a Bonn dimostrano quindi che il grasso bruno è ben più di un semplice tessuto per la termoregolazione: in futuro potrebbe anche svolgere un ruolo importante nel trattamento delle malattie metaboliche. In questo contesto, cresce anche l’interesse per i fattori biologici che regolano l’attività del grasso bruno. Tra questi figurano non solo la temperatura e l’alimentazione, ma apparentemente anche la durata della luce diurna e i ritmi biologici interni dell’organismo.

Come la luce diurna influisce sul grasso bruno

Lo studio condotto dal Turku PET Centre in Finlandia ha affrontato proprio questa questione. La ricerca si basa su risultati della cronobiologia, secondo cui numerosi processi metabolici sono controllati da orologi biologici interni. Questi orologi sono guidati, tra l’altro, da segnali esterni quali la luce e l’oscurità e aiutano l’organismo ad adattarsi ai cambiamenti quotidiani e stagionali. Poiché il grasso bruno svolge un ruolo importante nella produzione di calore e nel dispendio energetico, i ricercatori hanno ipotizzato che anche la sua attività potesse essere influenzata dai cambiamenti stagionali. Di particolare interesse erano i recettori oppioidi mu, noti principalmente per il loro ruolo nell’elaborazione del dolore, nella percezione della ricompensa e nei processi emotivi, ma sempre più spesso collegati alla regolazione dei processi metabolici.

I ricercatori hanno osservato che la riduzione delle ore di luce diurna influenza la trasmissione del segnale attraverso i recettori oppioidi nel tessuto adiposo bruno degli animali. Man mano che la quantità di luce diminuisce, la concentrazione dei recettori oppioidi aumenta. L’osservazione è stata effettuata su ratti che vivevano in un ambiente artificiale che simulava i cambiamenti stagionali nella durata della luce diurna. I risultati suggeriscono che il tessuto adiposo bruno sia sensibile ai cambiamenti stagionali e possa far parte di un sistema biologico più ampio che adatta il bilancio energetico alle mutevoli condizioni ambientali.

Nuova svolta nella ricerca sui recettori oppioidi

I ricercatori ritengono che i risultati siano particolarmente degni di nota poiché i recettori oppioidi mu sono stati finora studiati principalmente in relazione alle funzioni cerebrali. Il fatto che ora siano state rilevate variazioni stagionali di questi recettori anche nel tessuto adiposo bruno apre nuove prospettive per comprendere le interazioni tra metabolismo, bilancio energetico e ritmi biologici. Poiché il tessuto adiposo bruno svolge un ruolo centrale nella produzione di calore e nel dispendio calorico, l’attività dei recettori oppioidi potrebbe aiutare l’organismo ad adattarsi alle diverse condizioni ambientali e alle stagioni.

La professoressa Anne Roivainen del Turku PET Centre spiega che questa è la prima volta che le concentrazioni dei recettori oppioidi mu nelle regioni periferiche del corpo sono state studiate utilizzando la tomografia a emissione di positroni (PET). «I risultati sottolineano che i recettori oppioidi mu influenzano l’attività stagionale del tessuto adiposo bruno. Studi futuri dovrebbero approfondire se i recettori oppioidi mu nel tessuto adiposo bruno siano direttamente collegati al dispendio energetico del tessuto», afferma Roivainen.

I recettori oppioidi sono siti di legame sulle cellule attraverso i quali gli oppioidi endogeni, come le endorfine, esercitano i loro effetti. Questi neurotrasmettitori sono coinvolti, tra l’altro, nella regolazione della percezione del dolore, della gratificazione, della motivazione e del benessere emotivo. Negli ultimi anni, tuttavia, la ricerca ha trovato prove sempre più evidenti del fatto che il sistema oppioide non solo influenzi il cervello, ma svolga anche un ruolo chiave nel metabolismo e nell’equilibrio energetico. I cambiamenti stagionali ora osservati potrebbero quindi far parte di un più ampio meccanismo adattativo attraverso il quale i mammiferi si adeguano alle mutevoli esigenze dell’estate e dell’inverno.

Inoltre, gli scienziati sospettano da tempo che i cambiamenti nel sistema oppioide possano essere collegati alle fluttuazioni stagionali dell’umore. Disturbi nella funzione dei recettori oppioidi sono già stati associati a depressione, disturbi d’ansia e disturbi alimentari. Anche il disturbo affettivo stagionale, che spesso si manifesta come depressione invernale, aumento dell’appetito e alterazioni dei ritmi del sonno, potrebbe essere in parte correlato ai cambiamenti in queste vie di segnalazione. Tuttavia, non è ancora chiaro se le fluttuazioni stagionali ora dimostrate nei recettori oppioidi mu nel cervello e nel tessuto adiposo bruno contribuiscano effettivamente a tali effetti sull’umore, e ciò dovrà essere approfondito in ulteriori studi.