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Le tossine ambientali contribuiscono all’obesità e alle malattie metaboliche
In un recente studio pubblicato sulla rivista Current Opinion in Pharmacology, i ricercatori hanno esaminato gli effetti delle tossine ambientali e del tessuto adiposo bruno (BAT) sull’obesità e sui disturbi metabolici. L’obesità deriva da un maggiore apporto energetico rispetto al dispendio energetico, che a sua volta porta ad un aumento dell’obesità. Il gap calorico per prevenire l’aumento di peso è solo compreso tra 8,2 e 61,2 kcal/giorno in varie popolazioni. Uno stile di vita sedentario e un dispendio energetico eccessivo potrebbero non essere del tutto responsabili della crescente prevalenza dell’obesità globale e delle malattie metaboliche associate, nonostante la robustezza con cui è regolato il bilancio energetico. È interessante notare che oltre alle persone, molti...
Le tossine ambientali contribuiscono all’obesità e alle malattie metaboliche
In uno studio recentemente pubblicato su Opinione attuale in farmacologia Journal, i ricercatori hanno esaminato gli effetti delle tossine ambientali e del tessuto adiposo bruno (BAT) sull’obesità e sui disturbi metabolici.
L’obesità deriva da un maggiore apporto energetico rispetto al dispendio energetico, che a sua volta porta ad un aumento dell’obesità. Il gap calorico per prevenire l’aumento di peso è solo compreso tra 8,2 e 61,2 kcal/giorno in varie popolazioni. Uno stile di vita sedentario e un dispendio energetico eccessivo potrebbero non essere del tutto responsabili della crescente prevalenza dell’obesità globale e delle malattie metaboliche associate, nonostante la robustezza con cui è regolato il bilancio energetico. È interessante notare che molte altre specie oltre all’uomo sembrano sviluppare l’obesità. Questi risultati suggeriscono che anche fattori diversi dalla maggiore disponibilità di cibi ipercalorici e dalla ridotta mobilità causata dai progressi tecnologici possono contribuire all’obesità.
BAT e termogenesi e prevenzione dell'obesità
Il sito primario per l'accumulo di composti ambientali lipofili è il tessuto adiposo. BAT e tessuto adiposo bianco (WAT) sono due diverse forme di tessuto adiposo. Solo i mammiferi euteri hanno il BAT che, a differenza del WAT, ha una funzione termogenica che conferisce agli animali un vantaggio evolutivo al freddo.
Le attività termogeniche eseguite dal BAT attivo per grammo di tessuto ossidano i trigliceridi plasmatici e il glucosio a un ritmo relativamente elevato. Tuttavia, va notato che la termogenesi basata sul muscolo scheletrico contribuisce in modo significativamente maggiore al dispendio energetico durante l’esposizione al freddo a causa della sua grande massa. Quattro settimane di acclimatazione al freddo sono sufficienti agli adulti per aumentare la termogenesi BAT e ridurre i brividi nei muscoli scheletrici. Ciò evidenzia la potenziale importanza delle BAT per il dispendio energetico dell’intero corpo. Al contrario, l’inibizione della lipolisi del tessuto adiposo riduce la termogenesi del BAT e promuove i tremori muscolari.
Gli studi suggeriscono che il disaccoppiamento della proteina 1 (UCP1) e della BAT promuove anche il dispendio energetico negli esseri umani, indipendentemente dall’esposizione al freddo, aumentando la termogenesi indotta dalla dieta (DIT). Il DIT rappresenta dal 5% al 15% del dispendio energetico giornaliero, a seconda della composizione e della quantità di cibo consumato. Inoltre, uno studio ha dimostrato che mangiare un pasto aumenta rapidamente il flusso sanguigno e il consumo di ossigeno nel BAT. Di conseguenza, la termogenesi DIT potrebbe svolgere un ruolo significativo nel dispendio energetico quotidiano umano quando si risiede in ambienti termoneutri. Pertanto, l’inibizione di questo processo potrebbe essere associata all’obesità e ai disturbi metabolici.
Il pesticida clorpirifos inibisce la termogenesi indotta dalla dieta nel BAT
Il team ha esaminato gli adipociti marroni che esprimono il promotore UCP1 associato alla luciferasi per identificare i contaminanti ambientali che potrebbero influenzare direttamente la funzione BAT. Sono stati studiati un totale di 34 pesticidi ampiamente utilizzati, inclusi materiali di imballaggio alimentare, erbicidi e coloranti alimentari, che presentavano somiglianze strutturali con la serotonina, una sostanza che inibisce la termogenesi del BAT. Il team ha scoperto che l'attività del promotore dell'UCP1 e l'espressione delle proteine e dell'acido ribonucleico messaggero (mRNA) erano drasticamente ridotte in presenza di clorpirifos (CPF) a dosi fino all'1 pM. Il CPF, un insetticida organofosfato, viene spesso applicato a varie colture e frutti per controllare i parassiti.
Dopo il trattamento con CPF 13:00, le cellule BAT sono state sottoposte a sequenziamento imparziale dell'RNA, che ha rivelato che la bassa dose di CPF causava notevoli cambiamenti nell'espressione genica mitocondriale. Ricerche successive hanno rivelato che questi cambiamenti erano associati a deficit nella respirazione mitocondriale. Questi risultati hanno mostrato che il CPF ha soppresso l’espressione dell’UCP1 e la termogenesi nelle cellule BAT in coltura all’interno della finestra di esposizione in cui gli individui possono essere esposti al CPF attraverso l’ingestione di frutta e verdura.
Il team ha scoperto che alte dosi di CPF, che bloccano l’attività dell’acetilcolinesterasi nel cervello e nel plasma e la butirrilcolinesterasi nel plasma, possono causare obesità e disregolazione del glucosio attraverso meccanismi che possono includere cambiamenti nella flora intestinale o un aumento del dispendio calorico. Tuttavia, sono stati segnalati anche aumento di peso, intolleranza al glucosio, resistenza all’insulina e steatosi epatica non alcolica (NAFLD) a basse dosi di CPF quando i topi di prova venivano mantenuti a termoneutralità. Ciò ha suggerito che livelli di CPF coerenti con l’esposizione non professionale negli individui potrebbero promuovere l’obesità prevenendo la termogenesi indotta dalla dieta nel BAT.
Altri inquinanti ambientali che possono influenzare la funzione delle BAT
Molte tossine ambientali si legano ai recettori ormonali come i recettori degli androgeni (AR), i recettori degli idrocarburi arilici (AhR), i recettori degli estrogeni (ER), i recettori correlati ai recettori degli estrogeni (ERR), i recettori della tiroide (TR) e i recettori del pregnane X (PXR). ) interferisce con gli effetti ormonali. Questi recettori svolgono un ruolo cruciale nel controllo della termogenesi del BAT. Le tossine ambientali includono DDT, organocloro e vinclozolin, che bloccano i processi mediati dai recettori degli androgeni, inclusa la trascrizione di UCP1.
Alcune tossine ambientali possono influenzare la termogenesi delle BAT imitando gli effetti degli estrogeni. Ad esempio, la sostanza chimica industriale più popolare utilizzata nella produzione della plastica, il bisfenolo A (BPA), provoca la perdita di peso senza alterare l’apporto calorico. Inoltre, l’esposizione materna al BPA al momento della gravidanza imita un debole agonista degli estrogeni, aumentando il peso interscapolare del BAT e sovraregolando l’espressione di UCP1 nella prole femminile, ma diminuendo l’attività del BAT e l’adipogenesi marrone nella prole maschile.
Nel complesso, i risultati dello studio hanno mostrato che alcuni inquinanti ambientali potrebbero inibire la termogenesi delle BAT. Ulteriori studi dovrebbero essere condotti a dosi diverse nelle linee cellulari BAT per valutare questa possibilità e garantire una traducibilità più precisa nell'uomo.
Riferimento:
- Bo Wang, Gregory R. Steinberg, Umweltgifte, braunes Fettgewebe und mögliche Verbindungen zu Fettleibigkeit und Stoffwechselerkrankungen, Current Opinion in Pharmacology, Band 67, 2022, 102314, ISSN 1471-4892, DOI: https://doi.org/10.1016/j.coph.2022.102314, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1471489222001412
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