Il cablaggio del cervello, non la mancanza di forza di volontà, può guidare l'obesità: Studio

Di Nick Tate

6 giugno 2022 - "Vuoi anche le patatine fritte?".

La risposta a questa domanda potrebbe avere meno a che fare con la forza di volontà di quanto si possa pensare.

Gli scienziati del Virginia Tech stanno facendo un'immersione profonda nella chimica del cervello che guida la voglia di cibi grassi e poco salutari. Il loro obiettivo: scoprire se il girovita in continua espansione della nazione ha a che fare con quello che abbiamo in testa piuttosto che con quello che mettiamo in pancia.

Grazie a una nuova sovvenzione di 2 milioni di dollari da parte del National Institutes of Health, i ricercatori hanno avviato un nuovo studio per comprendere i circuiti cerebrali che potrebbero essere un fattore chiave della crisi dell'obesità. In particolare, gli scienziati stanno esaminando i circuiti cerebrali che ci inducono a mangiare troppi cibi ricchi di grassi dopo un periodo in cui li abbiamo evitati.

La ricercatrice principale, Sora Shin, PhD, spera che il lavoro spieghi un motivo fondamentale per cui così tante persone a dieta falliscono. I risultati potrebbero chiarire il motivo per cui eliminare dalla propria dieta le prelibatezze preferite può in realtà farne aumentare il desiderio, e indicare la strada per nuovi potenziali approcci per combattere la sovralimentazione.

"Il consumo eccessivo di cibi appetibili... come dolci, patatine e gelati è uno dei principali problemi di salute pubblica che portano all'obesità", spiega Shin, professore assistente presso il Fralin Biomedical Research Institute del Virginia Tech. "Sebbene siano state sviluppate numerose strategie di controllo dell'appetito per il trattamento dell'obesità, la maggior parte degli individui che hanno ottenuto una dieta efficace mostra alti tassi di ricaduta nel consumo eccessivo di HFD [dieta ad alto contenuto di grassi]".

"Comprendere i meccanismi dei circuiti neurali [cerebrali] che portano al consumo eccessivo di HFD dopo l'astinenza è probabilmente la questione centrale per lo sviluppo di strategie terapeutiche per il trattamento a lungo termine dell'obesità", afferma l'autrice.

La Shin e i suoi colleghi sperano di basarsi su decenni di ricerche - compresi i suoi studi passati sui topi - che dimostrano che alcuni ormoni, come la leptina, hanno un profondo impatto sull'appetito e sulla sovralimentazione. Lo studio del Virginia Tech si concentrerà sul "circuito di risposta alla leptina" nel cervello "nella speranza di accelerare lo sviluppo di nuove strategie terapeutiche per il trattamento dei disordini alimentari e dell'obesità", afferma la ricercatrice.

A lungo termine, secondo gli esperti, la ricerca di Shin potrebbe portare a farmaci rivoluzionari per aiutare a combattere la crisi dell'obesità. Ma a breve termine, gli specialisti della salute affermano che il lavoro potrebbe far tramontare l'idea che le persone obese siano le uniche responsabili dei loro problemi di peso.

"Penso che studi come questo siano necessari perché quando vediamo una persona obesa, probabilmente la incolpiamo di non aver preso abbastanza provvedimenti per combattere l'obesità", osserva Dipali Sharma, PhD, professore di oncologia alla Johns Hopkins University School of Medicine ed esperto di obesità e cancro.

"Ma nei nostri studi abbiamo visto che alcune persone hanno effettivamente una propensione ad aumentare di peso [anche] quando seguono le routine di esercizio e i regimi alimentari che sono raccomandati a tutti. Quindi, dovremmo apprezzare i fatti - che non si tratta solo di forza di volontà e smettere di dare la colpa - e poi clinicamente possiamo esaminare altri approcci".

Leptina: la chiave dell'obesità?

Secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità, più di un miliardo di persone in tutto il mondo sono obese, il che aumenta il rischio di malattie cardiache, ictus, diabete, alcuni tipi di cancro e altre cause principali di morte evitabile.

Solo negli Stati Uniti, secondo il CDC, più di quattro adulti su 10 sono clinicamente obesi. E questi numeri sono in aumento: secondo le stime dell'agenzia, sono cresciuti del 30,5% negli ultimi vent'anni.

Uno dei principali responsabili? L'accesso a tanti prodotti a basso costo, ipercalorici e ricchi di grassi che, secondo gli esperti, il nostro cervello è predisposto a desiderare. Ma un altro fattore chiave è stato oggetto di numerose ricerche scientifiche: la leptina, l'"ormone della fame".

La leptina è uno dei diversi ormoni prodotti dalle cellule adipose che possono ridurre l'appetito segnalando al cervello che si è "sazi" dopo aver mangiato e che il corpo ha sufficienti riserve di energia (come il grasso corporeo). Una parte è prodotta anche dallo stomaco quando si mangia; circola nel sangue e arriva al cervello.

La leptina aiuta a mantenere un peso corporeo sano per lunghi periodi di tempo grazie alla sua interazione con il tronco encefalico e l'ipotalamo, la regione del cervello responsabile dei processi di autoregolazione, come la temperatura corporea, la sete e la fame.

La leptina sembra influenzare anche il metabolismo, la regolazione del sistema endocrino, il sistema immunitario e la crescita del cancro, osserva Sharma.

In generale, gli studi dimostrano che i livelli ematici dell'ormone sono più bassi nelle persone magre e più alti in quelle in sovrappeso o obese. Ma i livelli di leptina possono variare a seconda di molti fattori, tra cui l'ultima volta che si è mangiato e il ritmo del sonno.

La leptina ha un effetto più profondo quando si perde peso. Quando si perde grasso corporeo, i livelli di leptina diminuiscono e il cervello pensa che si stia morendo di fame. Questo stimola la fame e l'appetito e può portare a mangiare troppo.

Evitare gli alimenti ricchi di grassi può contribuire ad attenuare l'appetito e la voglia di cibo agendo sui livelli di leptina. Ma mangiare cibi grassi può aumentare l'apporto calorico, l'aumento di peso e l'accumulo di grasso, tutti fattori che contribuiscono all'obesità.

Inoltre, molte persone obese non rispondono bene ai segnali di soppressione dell'appetito della leptina, anche se hanno livelli più elevati di leptina, spiega Sharma. Alcune ricerche dimostrano che l'obesità può portare a una sorta di resistenza agli effetti di soppressione dell'appetito della leptina, che rende più difficile per le persone obese resistere al desiderio di cibi grassi.

In caso di resistenza alla leptina, il cervello non risponde bene come dovrebbe alla leptina, quindi non si ha la sensazione di sazietà e si mangia di più, anche se il corpo ha abbastanza grasso immagazzinato. La resistenza alla leptina fa sì che il corpo entri in modalità fame, per cui il cervello diminuisce i livelli di energia e fa consumare meno calorie per preservare le riserve di grasso.

Per anni i ricercatori hanno lavorato allo sviluppo di terapie in grado di controllare gli ormoni della fame come la leptina per combattere l'obesità e la resistenza alla leptina. I primi risultati di questa ricerca sono stati promettenti:

• Gli scienziati della Mayo Clinic hanno scoperto che l'iniezione di un ormone che blocca la fame nei topi blocca il tipico aumento di peso dopo la dieta e aiuta a prevenire l'obesità di rimbalzo. "Pensiamo che questo approccio - riduzione combinata di calorie e ormone - possa essere una strategia di grande successo per il controllo del peso a lungo termine", afferma W. Stephen Brimijoin, PhD, farmacologo della Mayo Clinic e coautore dello studio, pubblicato nei Proceedings of the National Academy of Sciences. "Data la crescente crisi dell'obesità in tutto il mondo, stiamo lavorando duramente per convalidare i nostri risultati per un intervento medico".

• Heike Muenzberg-Gruening, PhD, direttore del Central Leptin Signaling Laboratory del Pennington Biomedical Research Center in Louisiana, ha appena avviato uno dei sette nuovi studi sostenuti dal National Institutes of Health per scoprire come il cervello e il tessuto adiposo "comunicano" per controllare il rilascio di leptina e altri ormoni. "Il tessuto adiposo svolge un ruolo importante per la nostra salute", osserva la ricercatrice, secondo cui la ricerca potrebbe portare a nuove terapie. "Immagazzina e scompone i grassi, ma secerne anche ormoni come la leptina che influenzano il dispendio energetico, l'assunzione di cibo e i livelli di zucchero nel sangue".

• Gli scienziati del Baylor College of Medicine hanno scoperto che la leptina può essere solo una parte della connessione intestino-cervello con l'obesità. In uno studio pubblicato sul Journal of Clinical Investigation, i ricercatori hanno scoperto che le diete ad alto contenuto di grassi aumentano la produzione di un ormone intestinale (noto come GIP) che blocca gli effetti della leptina, spiegando forse la resistenza alla leptina. "Abbiamo scoperto un nuovo tassello del complesso puzzle di come l'organismo gestisce l'equilibrio energetico e influisce sul peso", afferma il coautore dello studio Makoto Fukuda, PhD, professore assistente alla Baylor. "Non sapevamo come una dieta ad alto contenuto di grassi o la sovralimentazione portassero alla resistenza alla leptina. Io e i miei colleghi abbiamo iniziato a cercare cosa provoca la resistenza alla leptina nel cervello quando si mangiano cibi grassi, [e] abbiamo scoperto un collegamento tra l'ormone intestinale GIP e la leptina".

Decodificare la connessione intestino-cervello

Gli scienziati che hanno studiato la leptina fin dalla sua scoperta nel 1994 non sono del tutto certi di come e perché questa complessa interazione tra grasso, ormoni e circuiti cerebrali determini l'obesità.

"Quando è stata scoperta la leptina, tutti pensavano che avessimo trovato la soluzione magica per l'obesità", afferma Sharma. "Ma è più complicato di così. Oggi sappiamo che non è così semplice che la leptina agisca da sola: non è così. La leptina induce molti circuiti nelle nostre cellule e molti percorsi che innescano molte risposte... non solo nel cervello, ma anche in vari tipi di cellule, comprese quelle tumorali".

È qui che entrano in gioco Shin e il suo team di ricercatori, per capire i complessi ma sfuggenti circuiti intestino-cervello su cui influisce la leptina.

Il team del Virginia Tech sta cercando di colmare questa lacuna nelle conoscenze scientifiche per identificare i percorsi cerebrali responsabili della ricaduta nella dieta ad alto contenuto di grassi.

Nel corso di una ricerca di laboratorio, Shin e i suoi colleghi hanno scoperto che i topi esposti a una dieta ad alto contenuto di grassi tendevano a scegliere alimenti ad alto contenuto di grassi quando potevano scegliere rispetto alla loro dieta normale. Ma hanno anche scoperto che i roditori mangiavano troppo dopo un periodo di astinenza da cibi grassi.

E non solo i topi tendono a farlo, dice l'autrice. Chiunque abbia seguito una dieta che limita i grassi sa che all'inizio si può perdere peso, ma si sente un forte desiderio di questi alimenti. Alla fine, la maggior parte delle persone a dieta ha una ricaduta, tornando alle abitudini alimentari precedenti ad alto contenuto di grassi, proprio come i topi di Shin, e mangiando troppo.

Secondo l'autrice, questo modello non ha tanto a che fare con la forza di volontà quanto con la risposta del cervello alla leptina.

"Il nostro studio è significativo, perché per la prima volta avremo un quadro importante per chiarire come il circuito cerebrale che risponde alla leptina risponde all'esposizione a cibi ricchi di grassi e come questa interazione aumenti il rischio di sovralimentazione emotiva dopo un periodo di astinenza", afferma Shin, professore assistente presso il Dipartimento di Nutrizione Umana, Alimenti ed Esercizio Fisico del College of Agriculture and Life Sciences del Virginia Tech.

Il suo studio è il primo nel suo genere a esaminare più da vicino le varie regioni cerebrali che si ritiene svolgano un ruolo centrale nella regolazione dell'assunzione di cibo e del peso corporeo, facendo avanzare le conoscenze sugli ormoni legati all'obesità.

"Dovrebbe portare a un avanzamento concettuale nel modo in cui pensiamo all'azione centrale della leptina e alla sua sensibilità dal livello cellulare, un sito cerebrale, a un livello di rete più olistico e distribuito", afferma l'autrice. "Dal punto di vista pratico, possiamo anche aspettarci che il completamento di questo studio fornisca importanti intuizioni per lo sviluppo di precisi bersagli basati sui circuiti cerebrali, che guideranno il lavoro traslazionale per creare nuovi circuiti terapeutici per il trattamento delle abitudini alimentari patologiche o delle ricadute nell'obesità".

Il quadro generale: Shin afferma che le prove dimostrano che l'obesità è, almeno in parte, il risultato di un "problema di disfunzione del circuito cerebrale a livello molecolare e neuronale, anziché un problema di forza di volontà individuale".

Qual è dunque il messaggio pratico da trarre dalla scienza emergente sulla leptina, gli ormoni dell'obesità e l'aumento di peso?

Sebbene le terapie future possano aiutare a contrastare i livelli elevati di leptina o la resistenza alla leptina, Sharma e altri esperti affermano che la cosa migliore da fare oggi è seguire i consigli più efficaci per mantenere un peso corporeo sano.

• Consumate pasti equilibrati e ricchi di nutrienti e limitate gli alimenti e gli spuntini ricchi di grassi.

• Fate attività fisica regolare, con un impegno di circa 30 minuti la maggior parte dei giorni della settimana.

• Gestite i livelli di stress e cercate di dormire almeno 7 ore a notte. (Le cattive abitudini del sonno e gli alti livelli di stress sono entrambi collegati all'aumento di peso).

Secondo Sharma, la scienza emergente sulla leptina e l'obesità porta con sé un altro grande risultato.

"Penso che questo tipo di ricerca porterà alla luce molti nuovi circuiti, per cui forse in futuro potremo disporre di nuovi strumenti per aiutare queste persone", afferma l'esperta. "Ma almeno da subito, questa ricerca porterà a una maggiore comprensione, nel senso del perché le persone non rispettano i loro piani dietetici, perché questo è un problema molto grande, e di come non dovremmo semplicemente incolparle di non avere forza di volontà".