I ricercatori dell’Università di São Paulo (USP) in Brasile hanno scoperto che l’ormone della crescita (GH), che stimola la maturazione scheletrica e la crescita ossea lineare, oltre ad aiutare a mantenere tessuti e organi per tutta la vita, agisce anche direttamente sul cervello per
Un articolo sulla scoperta è stato appena pubblicato sulla rivista Nature Communications. “L’ormone della crescita è noto da decenni, ma la nostra scoperta dimostra che fa molto più di quanto si pensasse”, ha detto José Donato Junior (https://bv.fapesp.br/en/pesquisador/64998/jose-donato-junior), professore presso l’Istituto di scienze biomediche dell’Università di San Paolo (ICB-USP) e uno degli autori del documento.
“I recettori GH si trovano in grandi quantità nei muscoli e nei tessuti, nel fegato e negli organi direttamente coinvolti nel metabolismo della crescita, ma abbiamo scoperto che il cervello è anche pieno di recettori GH. Questo è completamente nuovo”, ha detto Donato.
“Abbiamo anche scoperto che il cervello GH non è solo coinvolto nel metabolismo della crescita, ma soprattutto influenza le risposte metaboliche che risparmiano energia quando siamo affamati o a dieta. Questa scoperta, che è anche nuova per la scienza, ha importanti implicazioni in termini di comprensione del motivo per cui è così difficile perdere peso.”
Lo studio faceva parte del progetto tematico “Il ruolo dell’ormone della crescita nel cervello: rilevanza per le funzioni neurali e nelle malattie”, sostenuto dalla São Paulo Research Foundation – FAPESP. Oltre ai ricercatori affiliati all’ICB-USP, il gruppo comprendeva anche scienziati della Scuola medica Ribeirão Preto dell’Università di San Paolo (FMRP-USP), dell’Argentina La Plata National University (UNLP) e dell’Università dell’Ohio negli Stati Uniti.
“Per decenni, gli scienziati hanno cercato di capire perché è così difficile mantenere il peso raggiunto dopo i sacrifici di una dieta di successo e perché è così facile recuperare il peso perso. La leptina è stata finora considerata l’ormone principale che agisce per risparmiare energia quando abbiamo fame”, ha detto Donato.
I livelli di leptina nel sangue sono noti per cadere in risposta alla perdita di peso, spiega, ma questa conoscenza non ha mai portato alla creazione di una dieta o terapia di successo con leptina che potrebbe consentire ai soggetti di perdere peso e non recuperarlo subito dopo.
“Il processo di perdita di peso coinvolge evidentemente diversi processi metabolici e diversi ormoni oltre alla leptina. E ‘ qui che entra in gioco GH. Abbiamo scoperto che in risposta alla perdita di peso, il GH agisce sul cervello in modo simile alla leptina. Tuttavia, mentre i livelli di leptina cadono, il contrario accade a GH. La perdita di peso innesca un aumento dei livelli ematici di GH”, ha detto Donato.
” Nell’articolo pubblicato di recente, mostriamo che la segnalazione centrale dell’ormone della crescita promuove anche adattamenti neuroendocrini durante la privazione del cibo.”
I recettori GH nel cervello si trovano nell’ipotalamo, il centro più alto del sistema nervoso autonomo. Gli impulsi dell’ipotalamo influenzano le cellule del sistema neurovegetativo e regolano il tessuto muscolare liscio nell’intestino e nei vasi sanguigni, nel muscolo cardiaco, in tutte le ghiandole e nei reni, tra gli altri organi.
I ricercatori hanno scoperto che i recettori GH nell’ipotalamo attivano specificamente una piccola popolazione di neuroni chiamati AgRP, che è l’abbreviazione di proteine correlate all’agouti. I neuroni AgRP a loro volta aumentano la produzione di AgRP, che aumenta l’appetito e diminuisce il metabolismo energetico e la spesa.
“AgRP è uno dei più potenti stimolanti dell’appetito. È curioso vedere come un piccolo numero di neuroni AgRP, solo poche migliaia dei miliardi di neuroni nell’ipotalamo, possa svolgere un ruolo così importante”, ha detto Donato.
Risparmio energetico
Per condurre uno studio dettagliato dell’influenza della segnalazione GH sui neuroni AgRP, gli scienziati di USP e colleghi hanno allevato topi geneticamente modificati con ablazione del recettore GH specifico per AgRP (chiamati topi knockout AGRP GHR). I loro esperimenti hanno anche utilizzato un gruppo di controllo composto da topi wild-type che non erano geneticamente modificati.
In vari esperimenti, i ricercatori hanno misurato il dispendio energetico di tutto il corpo nei due gruppi di topi quando sottoposti a una dieta con una restrizione alimentare del 60%. Il loro obiettivo era determinare se una mancanza di risposta adattativa al conseguente deficit energetico avrebbe avuto un impatto significativo sul bilancio energetico.
Hanno scoperto che i topi di controllo hanno ridotto il dispendio energetico durante la restrizione alimentare, il che è coerente con le risposte adattive che risparmiano energia in questa situazione.
Il dispendio energetico dei topi AgRP GHR KO durante la restrizione alimentare è diminuito significativamente meno, suggerendo che non hanno risparmiato energia con la stessa efficienza dei topi di controllo.
Di conseguenza, i topi AgRP GHR KO hanno mostrato un più alto tasso di perdita di peso, dovuto principalmente alla diminuzione della massa grassa (riserve energetiche) ma anche alla perdita di massa magra (organi vitali, ossa, muscoli, legamenti, tendini e fluidi corporei).
” In altre parole, abbiamo scoperto che la perdita di peso innesca un aumento dei livelli di GH dell’ipotalamo, che attiva i neuroni AgRP, rendendo più difficile la perdita di peso e intensificando il senso di fame. Questa è esattamente la stessa funzione che svolge la leptina”, ha detto Donato.
La conservazione dell’energia è così importante per l’organismo, ha aggiunto, che l’evoluzione ha dotato gli esseri umani di due meccanismi di conservazione dell’energia, uno attivato dalla leptina e l’altro dal GH.
“Uno funziona come backup per l’altro. Questo è il motivo per cui i trattamenti di perdita di peso basati esclusivamente sulla leptina non funzionano. Il meccanismo GH deve essere affrontato allo stesso tempo”, ha detto Donato.