È coordinato dal cervello a livello generale, ma ogni organo o tessuto è anche soggetto a una regolazione specifica.
Adeguarsi al tempo geofisico è un modo per ottimizzare i processi, ma come fa il fegato a “sapere” quando è giorno o notte?
Gli scienziati guidati dal ricercatore dell’ICREA, il dottor Salvador Aznar-Benitah dell’IRB di Barcellona, hanno scoperto come il muscolo scheletrico regola la funzione epatica e determina il metabolismo dei grassi.
Nello specifico, una molecola secreta dal muscolo e che raggiunge il fegato attraverso il siero è responsabile della modulazione di circa il 35% delle funzioni metaboliche del fegato.
Le restanti funzioni basali di questo organo e di altre legate al metabolismo dei carboidrati sono indipendenti dall’attività muscolare e sono regolate dal ritmo circadiano basale, cioè dal cervello.
“È una scoperta molto bella perché è la prima dimostrazione della necessità di comunicazione tra gli orologi circadiani dei tessuti e degli organi al di fuori del cervello, e possiamo vedere che questa comunicazione tra muscoli e fegato è alterata dall’invecchiamento”, afferma il dott. Aznar -Benita. “
Quando invecchiamo, le cellule smettono di obbedire all’orologio biologico e iniziano a svolgere funzioni in modo non ottimale, portando a errori che causano l’invecchiamento dei tessuti”.
Il fegato, conduttore del metabolismo degli zuccheri e dei grassi
Il ruolo principale del fegato è quello di aiutare il corpo a digerire il cibo, principalmente grassi e zuccheri. Il cervello è il principale consumatore di zucchero nel nostro corpo mentre il muscolo scheletrico, che ci permette di muoverci, correre e saltare e permette anche al cuore di pompare, è il principale consumatore di grasso.
Il meccanismo pubblicato dagli scienziati sulla rivista Science Advances rivela che il fegato non è autonomo nel metabolismo dei grassi e che sono i muscoli a mandare il messaggio che è ora di accendere il metabolismo degli acidi grassi e come farlo.
“Non ci aspettavamo di trovare questa connessione tra fegato e muscolo perché non era nota in precedenza, ma, ripensandoci, ha perfettamente senso che la gestione del grasso sia coordinata da uno dei suoi principali consumatori”, afferma il dott. Aznar -Benita. Il metabolismo dei carboidrati dipende dalla coordinazione basale esercitata dal cervello.
Ritmo circadiano e invecchiamento
Tra il 2011 e il 2019, il laboratorio Stem Cell and Cancer diretto dal Dr. Aznar-Benitah ha pubblicato diversi studi che hanno spiegato come, con l’età, il ritmo circadiano si altera e non si concentra più sui processi di corrispondenza con il ciclo giorno/notte per ottimizzare i risultati ma piuttosto sulla riparazione dei danni. Questo cambiamento porta alla “trascuratezza” dei processi fisiologici e provoca l’invecchiamento accelerato di tessuti e organi.
Gli autori hanno anche dimostrato che il ritmo circadiano si conserva meglio con una dieta ipocalorica.
La massa epatica è regolata in proporzione specifica alla massa corporea. Tale regolazione è ben illustrata dalla precisione con cui il rapporto fegato:massa corporea viene ripristinato dopo resezione epatica parziale1,2 e ristabilito dopo trapianto di fegato di piccole o grandi dimensioni per ricevente3,4 sia in ambito clinico e impostazioni sperimentali. Tuttavia, i componenti e i compartimenti della massa corporea rispetto ai quali la massa epatica è calibrata in modo così preciso non sono definiti.
Abbiamo precedentemente dimostrato che la risposta metabolica all’insufficienza epatica regola la rigenerazione del fegato. Questi studi hanno mostrato che dopo epatectomia parziale, i topi sviluppano ipoglicemia,5 catabolizzano le riserve di grasso sistemico,6 e accumulano temporaneamente grasso trigliceride nel fegato rigenerante.7
Abbiamo anche dimostrato che la rigenerazione del fegato è compromessa dall’integrazione di destrosio,5 da strategie che sopprimono l’accumulo di grasso epatico,7 e nei topi con distrofia del fegato grasso (fld) con scarsità geneticamente determinata di adiposo sistemico.6 Questi risultati suggeriscono che il catabolismo dei depositi di grasso sistemico potrebbe essere essenziale per la rigenerazione del fegato.
Abbiamo anche osservato che il tessuto magro extraepatico viene catabolizzato dopo epatectomia parziale o somministrazione di tetracloruro di carbonio (CCl4),6 e che in ogni caso la successiva risposta rigenerativa è associata a una significativa induzione nel muscolo scheletrico di mRNA che codifica per le proteine ligasi E3 ubiquitina muscolo-specifiche MuRF1 e MafBx (DA Rudnick, osservazioni inedite).8
Questi risultati sollevano la possibilità che la massa muscolare possa anche contribuire alla regolazione della massa epatica e alla rigenerazione. Qui, abbiamo studiato se l’aumento della massa muscolare scheletrica, come avviene nei topi in cui l’espressione della miostatina è geneticamente interrotta,9,10 influenza la regolazione della massa epatica:corporea o la risposta rigenerativa epatica all’epatectomia parziale.
collegamento di riferimento: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3349872/
Ulteriori informazioni: Salvador Aznar-Benitah et al, Il ritmo circadiano del fegato è regolato dall’attività muscolare, Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abi7828
