A molte persone, gli zuccheri che mangiamo possono sembrare un lusso che può fare più male che bene. Ma ora, ricercatori giapponesi hanno scoperto che negli insetti gli zuccheri alimentari svolgono un ruolo chiave nella riproduzione.
In uno studio pubblicato di recente in I progressi della scienzaun gruppo di ricerca guidato dall’Università di Tsukuba ha rivelato per la prima volta che il fruttosio, che viene metabolizzato dallo zucchero alimentare come il glucosio, è necessario per una maggiore produzione di uova nei moscerini della frutta.
La produzione e il successo dello sviluppo delle uova negli organismi dipendono dalla disponibilità di nutrienti, perché gli ovociti (le cellule che si trasformano in uova) hanno bisogno di molta energia per svilupparsi in uova mature. Ciò è particolarmente vero per l’oogenesi degli insetti (la produzione di uova nell’ovaio), che è fortemente limitata in condizioni con insufficienti nutrienti disponibili. L’oogenesi degli insetti è influenzata anche dagli stimoli dell’accoppiamento che accelerano la produzione di uova.
“Moscerini della frutta (Drosophila melanogaster) sono ideali per studiare i meccanismi che collegano l’oogenesi, la disponibilità di nutrienti e gli stimoli di accoppiamento”, afferma il professor Ryusuke Niwa, autore principale dello studio. “In questo studio, abbiamo utilizzato i moscerini della frutta per esaminare se la nutrizione e l’accoppiamento agiscono in modo interdipendente per aumentare la linea germinale cellule staminali (GSC).”
Precedenti ricerche avevano dimostrato che in D. melanogaster, la nutrizione e l’accoppiamento sono coinvolti in un aumento osservato di GSC, che si differenziano in gameti (cellule riproduttive). In questo studio, i ricercatori hanno scoperto che gli zuccheri alimentari sono necessari per questo aumento di GSC dopo l’accoppiamento. Il glucosio dietetico è necessario per il rilascio indotto dall’accoppiamento del neuropeptide F (NPF, un messaggero chimico costituito da piccole catene di amminoacidi). NPF viene rilasciato dalle cellule enteroendocrine (EEC, che sono cellule specializzate nel tratto gastrointestinale e nel pancreas che svolgono funzioni ormonali). NPF quindi media un miglioramento della segnalazione di nicchia GSC (un meccanismo che fornisce alle cellule staminali i segnali che le istruiscono ad auto-rinnovarsi).
Una scoperta inaspettata è stata che il glucosio nella dieta non agisce direttamente sulle EEC NPF-positive (EEC in grado di secernere NPF). Invece, contribuisce ad un aumento del fruttosio nell’emolinfa (l’equivalente del sangue negli insetti) generato attraverso la via dei polioli (un processo in due fasi che converte il glucosio in fruttosio). I livelli elevati di fruttosio stimolano il recettore del gusto specifico del fruttosio, Gr43a, nelle EEC NPF-positive, portando alla secrezione di NPF.
“Il nostro studio mostra che il fruttosio circolante, derivato dagli zuccheri nella dieta dei moscerini della frutta, è necessario per l’aumento delle GSC che porta a una maggiore produzione di uova dopo l’accoppiamento”, spiega il professor Niwa.
I risultati di questo studio saranno applicabili alla questione se anche il fruttosio circolante svolga un ruolo essenziale nella riproduzione dei mammiferi. Interessanti applicazioni di questi risultati includono indagini sul diabete gestazionale nell’uomo e sugli effetti dannosi del fruttosio durante la gravidanza.
Questo lavoro è stato sostenuto finanziariamente dal Ministero dell’Istruzione, della Cultura, dello Sport, della Scienza e della Tecnologia del Giappone, Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas, la Japan Society for the Promotion of Science’s KAKENHI grants, Japan Agency for Medical Research and Development’s Borse di studio AMED-CREST e il programma di ricerca congiunto dell’Istituto per la regolazione molecolare e cellulare, Gunma University.
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