Gene associato alla disfunzione mitocondriale nell'obesità

riepilogo: I ricercatori hanno compiuto progressi significativi nella comprensione dell’impatto dell’obesità sui mitocondri, come dettagliato in un recente studio.

Hanno scoperto che una dieta ricca di grassi provoca la frammentazione dei mitocondri nelle cellule adipose dei topi in unità più piccole e meno efficienti, un processo controllato da un singolo gene. Eliminando questo gene, i topi sono stati protetti dall’aumento di peso nonostante seguissero la stessa dieta ricca di grassi.

Questo studio fornisce nuove informazioni sugli squilibri metabolici nell’obesità, aprendo la strada a potenziali terapie mirate.

Aspetti principali:

1. Lo studio ha rivelato che una dieta ricca di grassi porta alla rottura dei mitocondri nelle cellule adipose, riducendo la loro capacità di bruciare i grassi.
2. Si è scoperto che un gene, legato al RaIA, è responsabile della frammentazione mitocondriale e dei disturbi metabolici nell'obesità.
3. Rimuovendo questo gene, i ricercatori sono riusciti a proteggere i topi dall’obesità causata da una dieta ricca di grassi, suggerendo un nuovo obiettivo terapeutico per il trattamento dell’obesità negli esseri umani.

fonte: Università della California a San Diego

Il numero di persone obese è quasi triplicato dal 1975, creando un’epidemia globale. Mentre fattori legati allo stile di vita come la dieta e l’esercizio fisico svolgono un ruolo nello sviluppo e nella progressione dell’obesità, gli scienziati hanno scoperto che l’obesità è anche associata ad anomalie metaboliche intrinseche.

Ora, i ricercatori della Scuola di Medicina della UC San Diego hanno gettato nuova luce su come l’obesità colpisce i nostri mitocondri, le importanti strutture produttrici di energia nelle nostre cellule.

In uno studio pubblicato il 29 gennaio 2023 in Metabolismo normaleI ricercatori hanno scoperto che quando i topi venivano nutriti con una dieta ricca di grassi, i mitocondri all’interno delle loro cellule adipose si dividevano in mitocondri più piccoli con una ridotta capacità di bruciare i grassi. Inoltre, hanno scoperto che questo processo è controllato da un singolo gene. Eliminando questo gene dai topi, sono stati in grado di proteggerli dall'aumento di peso in eccesso, anche quando seguivano la stessa dieta ricca di grassi degli altri topi.

“Le calorie in eccesso derivanti dall'eccesso di cibo possono portare ad un aumento di peso e anche innescare una cascata di processi metabolici che riducono il consumo di energia”, ha affermato Alan Salthill, MD, professore presso il Dipartimento di Medicina della School of Medicine della UC di San Diego. “Il che rende l'obesità peggio.” “Il gene che abbiamo identificato è una parte importante di questo passaggio dal peso sano all’obesità”.

L’obesità, che colpisce oltre il 40% degli adulti negli Stati Uniti, si verifica quando il corpo accumula troppo grasso, che viene immagazzinato principalmente nel tessuto adiposo. Il tessuto adiposo fornisce in genere importanti benefici meccanici ammortizzando gli organi vitali e fornendo isolamento. Ha anche importanti funzioni metaboliche, come il rilascio di ormoni e altre molecole di segnalazione cellulare che indirizzano altri tessuti a bruciare o immagazzinare energia.

Nel caso di uno squilibrio calorico come l’obesità, la capacità delle cellule adipose di bruciare energia inizia a diminuire, il che è uno dei motivi per cui è difficile per le persone obese perdere peso. Il modo in cui iniziano queste anomalie metaboliche è uno dei più grandi misteri che circondano l’obesità.

Per rispondere a questa domanda, i ricercatori hanno nutrito i topi con una dieta ricca di grassi e hanno misurato l’effetto di questa dieta sui mitocondri nelle cellule adipose, le strutture all’interno delle cellule che aiutano a bruciare i grassi. Hanno scoperto un fenomeno insolito. Dopo aver seguito una dieta ricca di grassi, i mitocondri in alcune parti del tessuto adiposo dei topi sono andati incontro a frammentazione, dividendosi in molti mitocondri più piccoli e inefficienti che bruciavano meno grassi.

Oltre a scoprire questo effetto metabolico, hanno anche scoperto che è guidato dall’attività di una singola molecola chiamata RaIA. RaIA ha molte funzioni, incluso aiutare a scomporre i mitocondri quando non funzionano correttamente. Una nuova ricerca suggerisce che quando questa molecola è iperattiva, interferisce con il normale funzionamento dei mitocondri, portando a problemi metabolici associati all’obesità.

“In sostanza, l'attivazione cronica del RaIA sembra svolgere un ruolo cruciale nel limitare il dispendio energetico nel tessuto adiposo obeso”, ha detto Saltiel. “Comprendendo questo meccanismo, siamo un passo avanti verso lo sviluppo di terapie mirate in grado di affrontare l’aumento di peso e gli squilibri metabolici ad esso associati aumentando la combustione dei grassi”.

Eliminando il gene associato al RaIA, i ricercatori sono stati in grado di proteggere i topi dall'aumento di peso indotto dalla dieta. Scavando più a fondo nella biochimica, i ricercatori hanno scoperto che alcune delle proteine ​​colpite dal RaIA nei topi somigliano alle proteine ​​umane associate all'obesità e alla resistenza all'insulina, suggerendo che meccanismi simili potrebbero portare all'obesità umana.

“Il confronto diretto tra la biologia di base che abbiamo scoperto e i risultati clinici del mondo reale sottolinea l'importanza dei risultati per gli esseri umani e suggerisce che potremmo essere in grado di contribuire a trattare o prevenire l'obesità mirando al percorso RaIA con nuove terapie”, ha affermato Saltiel. .

“Stiamo appena iniziando a comprendere il complesso metabolismo di questa malattia, ma le possibilità future sono entusiasmanti”.

I coautori dello studio includono: Wenmin Xia, Preethi Virajandham, Yu Cao Yayun Xu, Tory Ryan, Jiaxin Qian, Ying Jones, Zhao Weihong, Zichen Wang, Hiroyuki Hakozaki e Johannes Schoenberg dell'Università della California, San Diego e Peng Zhao dell'Università della California. del Texas Health Science Center, Hui Gao e Mikael Ryden del Karolinska Institutet, Christopher Liddell, Ruth Yu, Michael Downes, Ronald Evans e Jianfeng Huang del Salk Institute for Biological Studies, Martin Wabich dell'Ulm University Medical Center e Shannon Reilly al Weill Medical College. Dalla Cornell University.

Finanziamento: Questo studio è stato finanziato in parte dal National Institutes of Health (borse P30DK063491, R01DK122804, R01DK124496, R01DK125820 e R01DK128796).

Informazioni sulle novità della ricerca sulla genetica e sull'obesità

autore: Miles Martin
fonte: Università della California a San Diego
comunicazione: Miles Martin – Università della California, San Diego
immagine: Immagine accreditata a Neuroscience News

Ricerca originale: Accesso libero.
“L'obesità causa la frammentazione mitocondriale e la disfunzione degli adipociti bianchi dovuta all'attivazione di RalA“Di Alan Salthill et al. Metabolismo normale

un sommario

L'obesità causa la frammentazione mitocondriale e la disfunzione degli adipociti bianchi dovuta all'attivazione di RalA

La disfunzione mitocondriale è un segno distintivo dell’obesità umana e dei roditori, della resistenza all’insulina e della malattia del fegato grasso. Qui mostriamo che l’alimentazione con una dieta ricca di grassi (HFD) provoca la frammentazione mitocondriale negli adipociti bianchi inguinali di topi maschi, portando a una diminuzione della capacità ossidativa attraverso un processo dipendente dalla piccola GTPasi RalA.

L'espressione e l'attività di RalA sono aumentate negli adipociti bianchi dopo l'HFD. L’eliminazione mirata di RalA negli adipociti bianchi previene la frammentazione mitocondriale e riduce l’aumento di peso indotto dall’HFD aumentando l’ossidazione degli acidi grassi.

Meccanicamente, RalA aumenta la fissione negli adipociti invertendo la fosforilazione inibitoria Ser637 della proteina di fissione Drp1, portando a un'ulteriore frammentazione mitocondriale. Espressione del tessuto adiposo dell'omologo umano di Drp1, DNM1LÈ positivamente associato all’obesità e alla resistenza all’insulina.

Pertanto, l’attivazione cronica di RalA gioca un ruolo chiave nella soppressione del dispendio energetico nel tessuto adiposo obeso spostando l’equilibrio della dinamica mitocondriale verso un’eccessiva fissione, che contribuisce all’aumento di peso e alla disfunzione metabolica.