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Cosa succede al nostro corpo quando digiuniamo

Nell'ultimo periodo parlare di digiuno è qualcosa che in un certo senso è molto di moda. Si moltiplicano le diete che sfruttano l'assenza di cibo per ore, come quella del digiuno intermittente, come modalità di dimagrimento veloce. Premettendo che ogni tipo di dieta va seguita sotto stretto controllo medico, c'è un studio coordinato da Paola Tognini, ricercatrice del dipartimento di Ricerca traslazionale dell’Università di Pisa (Unità di Fisiologia) e pubblicato sulla rivista del gruppo, che ha dimostrato come l’assenza di cibo provoca nel nostro corpo alterazioni nell’espressione genica della corteccia cerebrale, andando a influire in particolare sull’orologio biologico.

I ricercatori hanno dimostrato come il beta-idrossibutirrato, un corpo chetonico prodotto dal nostro organismo durante le condizioni di digiuno, abbia la capacità di alterare sia la cromatina (una massa di tessuto genetico composta da DNA e proteine che si condensa per dare forma ai cromosomi in tutto il reparto cellulare eucariotico, che si trova all’interno del nucleo delle nostre cellule, ndr) che l’espressione genica nella corteccia cerebrale. “L’assenza di cibo rappresenta uno stimolo stressante per il nostro organismo, il quale si trova a dover rispondere alle richieste energetiche di un gran numero di tessuti" spiega la dottoressa Tognini.

"Il glucosio non è più sufficiente, e il nostro corpo comincia a produrre corpi chetonici come fonte energetica alternativa. Il beta-idrossibutirrato è il principale corpo chetonico che raggiunge il cervello durante periodi di digiuno. In passato si pensava che il cervello usasse il beta-idrossibutirrato solo come substrato per produrre energia, ma non è cosi. In collaborazione con i laboratori di metabolomica della dott.ssa Amalia Gastaldelli e di proteomica della dott.ssa Silvia Rocchiccioli di Cnr-Ifc abbiamo utilizzato le tecniche di spettrometria di massa ad alta risoluzione per misurare le concentrazioni di beta-idrossibutirrato nel fegato (dove viene principalmente prodotto), nel plasma (dove viene rilasciato) e nel cervello scoprendo che le cellule cerebrali sfruttano il beta-idrossibutirrato anche come donatore chimico, causando alterazioni nella struttura di proteine, in particolare proteine che si trovano nel nucleo delle cellule e che sono in contatto con il Dna (la cosiddetta cromatina). In conseguenza di ciò, abbiamo scoperto drammatici cambiamenti nell’espressione genica del cervello”, spiega la dottoressa.

I maggiori cambiamenti, avvengono per quanto riguarda l'orologio circadiano, che rappresenta un sistema per regolare i processi biologici in sincronia con l’alternanza del giorno e della notte lungo le 24 ore. “I nostri esperimenti hanno dimostrato che non solo i livelli dei geni dell’orologio erano alterati ma anche l’attività locomotoria subisce dei cambiamenti. È stato inoltre verificato che queste variazioni di ritmo circadiano si mantengono anche dopo la reintroduzione del cibo, suggerendo l’esistenza di una traccia di memoria nei circuiti implicati nel controllo di tali ritmi”, aggiunge Sara Cornuti, dottoranda della Scuola Normale Superiore e prima autrice dell’articolo. Questa nuova ricerca quindi, dimostrando come il digiuno sia un potente regolatore dei livelli di espressione genica nel sistema nervoso centrale, apre nuove frontiere per l’utilizzo della nutrizione come strategie alternative o coadiuvanti per il trattamento di disturbi del neurosviluppo o neuropsichiatrici.

Cosa succede al nostro corpo quando digiuniamo

Nell'ultimo periodo parlare di digiuno è qualcosa che in un certo senso è molto di moda. Si moltiplicano le diete che sfruttano l'assenza di cibo per ore, come quella del digiuno intermittente, come modalità di dimagrimento veloce. Premettendo che ogni tipo di dieta va seguita sotto stretto controllo medico, c'è un studio coordinato da Paola Tognini, ricercatrice del dipartimento di Ricerca traslazionale dell’Università di Pisa (Unità di Fisiologia) e pubblicato sulla rivista del gruppo, che ha dimostrato come l’assenza di cibo provoca nel nostro corpo alterazioni nell’espressione genica della corteccia cerebrale, andando a influire in particolare sull’orologio biologico.

I ricercatori hanno dimostrato come il beta-idrossibutirrato, un corpo chetonico prodotto dal nostro organismo durante le condizioni di digiuno, abbia la capacità di alterare sia la cromatina (una massa di tessuto genetico composta da DNA e proteine che si condensa per dare forma ai cromosomi in tutto il reparto cellulare eucariotico, che si trova all’interno del nucleo delle nostre cellule, ndr) che l’espressione genica nella corteccia cerebrale. “L’assenza di cibo rappresenta uno stimolo stressante per il nostro organismo, il quale si trova a dover rispondere alle richieste energetiche di un gran numero di tessuti" spiega la dottoressa Tognini.

"Il glucosio non è più sufficiente, e il nostro corpo comincia a produrre corpi chetonici come fonte energetica alternativa. Il beta-idrossibutirrato è il principale corpo chetonico che raggiunge il cervello durante periodi di digiuno. In passato si pensava che il cervello usasse il beta-idrossibutirrato solo come substrato per produrre energia, ma non è cosi. In collaborazione con i laboratori di metabolomica della dott.ssa Amalia Gastaldelli e di proteomica della dott.ssa Silvia Rocchiccioli di Cnr-Ifc abbiamo utilizzato le tecniche di spettrometria di massa ad alta risoluzione per misurare le concentrazioni di beta-idrossibutirrato nel fegato (dove viene principalmente prodotto), nel plasma (dove viene rilasciato) e nel cervello scoprendo che le cellule cerebrali sfruttano il beta-idrossibutirrato anche come donatore chimico, causando alterazioni nella struttura di proteine, in particolare proteine che si trovano nel nucleo delle cellule e che sono in contatto con il Dna (la cosiddetta cromatina). In conseguenza di ciò, abbiamo scoperto drammatici cambiamenti nell’espressione genica del cervello”, spiega la dottoressa.

I maggiori cambiamenti, avvengono per quanto riguarda l'orologio circadiano, che rappresenta un sistema per regolare i processi biologici in sincronia con l’alternanza del giorno e della notte lungo le 24 ore. “I nostri esperimenti hanno dimostrato che non solo i livelli dei geni dell’orologio erano alterati ma anche l’attività locomotoria subisce dei cambiamenti. È stato inoltre verificato che queste variazioni di ritmo circadiano si mantengono anche dopo la reintroduzione del cibo, suggerendo l’esistenza di una traccia di memoria nei circuiti implicati nel controllo di tali ritmi”, aggiunge Sara Cornuti, dottoranda della Scuola Normale Superiore e prima autrice dell’articolo. Questa nuova ricerca quindi, dimostrando come il digiuno sia un potente regolatore dei livelli di espressione genica nel sistema nervoso centrale, apre nuove frontiere per l’utilizzo della nutrizione come strategie alternative o coadiuvanti per il trattamento di disturbi del neurosviluppo o neuropsichiatrici.