Il digiuno intermittente ricostruisce i mitocondri del grasso bruno nei topi obesi

Il tessuto adiposo bruno (BAT) brucia i nutrienti sotto forma di calore grazie alla proteina UCP1 e dipende da mitocondri densi e ben organizzati. Nell'obesità il BAT si "sbianca": si riempie di grasso e i suoi mitocondri si deteriorano, con una possibile riduzione del dispendio energetico. Poiché la flessibilità metabolica e la qualità mitocondriale sono centrali per gli anni di vita in salute, i ricercatori hanno voluto capire se il digiuno intermittente, una strategia non farmacologica, possa riparare questo tessuto. Il suo effetto sulla struttura e sulla funzione dei mitocondri del BAT nell'obesità già stabilita era poco caratterizzato.

Topi maschi C57BL/6J sono stati alimentati per 8 settimane con una dieta standard o con una dieta ricca di grassi (HFD) al 35%. Nelle 8 settimane successive, metà dei topi con HFD ha seguito un protocollo di digiuno giornaliero 16:8, digiunando dalle 6:00 alle 22:00 durante la fase di inattività e nutrendosi durante la fase attiva. Gli altri topi con HFD e i controlli con dieta standard hanno mangiato liberamente. I ricercatori hanno misurato il peso corporeo, la tolleranza al glucosio, il metabolismo in gabbie calorimetriche, l'istologia del BAT, la microscopia elettronica a trasmissione (TEM, n = 6 per gruppo), i western blot e la respirometria su omogenati di BAT.

A livello dell'intero organismo, il digiuno ha impedito un ulteriore aumento di peso senza modificare l'assunzione di cibo, tranne che alla settimana 6. Ha inoltre prevenuto l'intolleranza al glucosio e l'aumento della massa grassa epididimale e totale indotto dalla HFD. Dopo la normalizzazione per il peso corporeo, la HFD ha ridotto il dispendio energetico giornaliero e il digiuno lo ha aumentato, soprattutto nella fase di buio. Dopo l'aggiustamento ANCOVA per il peso corporeo, tuttavia, le differenze tra i gruppi sono scomparse (F(2,12) = 0.39, p = 0.689). Il confronto tra HFD e digiuno ha mostrato solo una tendenza (p = 0.054). Gli autori avvertono esplicitamente che ciò non dimostra un effetto indipendente dal peso.

Nel BAT, la HFD ha ingrandito le goccioline lipidiche e spostato la distribuzione lontano dalle goccioline piccole (<30 μm²), la firma dello sbiancamento. Il digiuno ha invertito in parte questo effetto. La massa del BAT non è stata ridotta in modo significativo dal digiuno, e l'mRNA di Ucp1, Cpt1a e Ppargc1a non differiva tra i gruppi. La proteina UCP1, invece, è aumentata con il digiuno rispetto alla HFD, e la proteina CPT1α è aumentata rispetto alla dieta standard. La proteina di fusione OPA1 è diminuita con la HFD ed è stata parzialmente recuperata dal digiuno, mentre DRP1 totale, una proteina di fissione, è scesa al di sotto di entrambi gli altri gruppi. VDAC, un marcatore della massa mitocondriale, è rimasto invariato, suggerendo un rimodellamento della qualità più che della quantità.

Secondo l'abstract, la TEM ha mostrato che l'obesità produce mitocondri più piccoli e rotondi con creste alterate. Il digiuno ha aumentato l'allungamento mitocondriale, la lunghezza totale delle creste e il loro allineamento. Ha inoltre incrementato la capacità intrinseca massima dei complessi respiratori e il contenuto proteico della fosforilazione ossidativa. Il testo fornito si interrompeva prima di queste sezioni, quindi i valori dettagliati non sono riportati qui.

Questi risultati suggeriscono che l'alimentazione a tempo limitato possa ripristinare sia l'architettura sia la funzione dei mitocondri del BAT nell'obesità. Le avvertenze sono rilevanti: lo studio ha utilizzato solo topi maschi, la numerosità campionaria era ridotta (da 4 a 6 per gruppo per la maggior parte dei saggi sui tessuti) e la respirometria è stata eseguita su tessuto congelato. I miglioramenti del dispendio energetico erano strettamente legati al peso corporeo e non sono state osservate variazioni a livello di trascritti. La trasferibilità all'uomo resta non dimostrata.