Un team guidato da ricercatori della Georgia State University ha identificato un nuovo gruppo di neuroni che controllano l’asse cervello-cuore-intestino che può essere attivato per indurre uno stato ipometabolico simile all’ibernazione. La scoperta potrebbe avere impatti ad ampio raggio per campi scientifici che vanno dall’obesità alla salute cardiometabolica e persino ai viaggi spaziali.
Il nuovo studio è pubblicato sulla rivista Metabolismo della natura.
L’autore principale Eric Krause è un professore di neuroscienze, un illustre ricercatore della Georgia Research Alliance (GRA) presso la Georgia State University e un membro principale del Center for Neuroinflammation and Cardiometabolic Disease (CNCD). Krause ha lavorato con ricercatori dell’Università della Florida e del Monell Chemical Senses Center di Filadelfia.
“Abbiamo identificato questa popolazione di neuroni situati vicino alla base del cranio che trasmettono al cervello la sensazione di allungamento meccanico esercitato sull’intestino e sul cuore. Quando questi neuroni vengono attivati, sembrano ricreare la sensazione di sentirsi sazi o di avere un aumento del sangue pressione”, ha detto Krause. “Abbiamo scoperto che l’attivazione di questi neuroni sopprime l’alimentazione e abbassa la pressione sanguigna, la frequenza cardiaca e il metabolismo di tutto il corpo”.
Durante la ricerca, il team ha scoperto che l’attivazione simultanea e ricorrente di questi neuroni nei topi produce uno stato simile al torpore, simile a quello degli animali in letargo, caratterizzato da riduzioni della gittata cardiaca, della temperatura corporea e del dispendio energetico.
“Abbiamo scoperto che l’eccitazione ripetuta dei neuroni riduceva la massa corporea e produceva uno stato ipometabolico senza indurre comportamenti simili all’ansia che vengono spesso osservati con lo stress cronico”, ha detto Krause. “Questo sta cambiando ciò che sappiamo sulla comunicazione corpo-cervello e quanto profondamente essa influenzi la fisiologia e il comportamento”.
I ricercatori sono stati in grado di attivare la popolazione di neuroni attraverso un processo noto come eccitazione chemogenetica. Utilizzando modelli animali per manipolare la segnalazione dell’ossitocina nei neuroni sensoriali vagali, il team è stato in grado di valutare gli impatti su varie funzioni sensoriali.
L’ossitocina è comunemente conosciuta come l’ormone dell’amore e regola il modo in cui rispondiamo alle altre persone. Krause ha affermato che i risultati indicano che l’ossitocina può agire su questi neuroni per regolare anche il modo in cui ci sentiamo riguardo a noi stessi, in modo simile a ciò che consideriamo “sentimenti viscerali” o “mal di cuore”.
Krause ha affermato che l’attivazione di questi neuroni potrebbe essere sfruttata a livello terapeutico per ottenere la perdita di peso senza ipometabolismo prolungato o effetti collaterali dello stress.
I ricercatori ritengono inoltre che questa scoperta potrebbe essere un passo avanti verso lo sviluppo di trattamenti per le malattie cardiometaboliche e l’estensione della longevità. Il torpore viene inoltre esplorato per applicazioni che vanno dalle terapie biomediche al rallentamento del tasso metabolico degli astronauti per consentire viaggi spaziali di lunga durata.
Guillaume de Lartigue è un coautore dello studio e ricercatore presso il Monell Chemical Senses Center. Ha definito questa scoperta un passo entusiasmante verso lo sblocco del potenziale terapeutico del nervo vago.
“Abbiamo attinto agli strumenti di risparmio energetico del corpo. Attivando questi neuroni, possiamo innescare un antico meccanismo di sopravvivenza presente nei mammiferi”, ha detto de Lartigue. “Se riuscissimo a controllare l’interruttore di accensione/spegnimento del corpo per l’uso dell’energia, le implicazioni per la salute umana sarebbero straordinarie.”
Annette de Kloet, professoressa associata di neuroscienze e parte del gruppo di ricerca dello Stato della Georgia, ha affermato che la ricerca evidenzia un nuovo approccio per ridurre l’assunzione di cibo, il peso corporeo e la pressione sanguigna senza conseguenze ansiogene negative.
“Questa scoperta potrebbe portare a nuovi approcci che sfruttano la comunicazione corpo-cervello per alleviare le malattie cardiometaboliche indotte dallo stress, come l’obesità e l’ipertensione”, ha affermato de Kloet.
Il gruppo di ricerca ha recentemente ricevuto un ulteriore finanziamento di 3,4 milioni di dollari dal National Institutes of Health per continuare il suo lavoro.
“I nostri illustri investigatori del GRA sono riconosciuti per la loro eccezionale visione e competenza”, ha affermato Donald Hamelberg, vicepresidente ad interim per la ricerca e lo sviluppo economico presso lo Stato della Georgia. “Quest’ultima svolta evidenzia l’eccellenza della ricerca che questi studiosi apportano alla nostra università e alla società”.
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