Usando il pesce per esaminare le cellule che normalmente dicono al cervello e al resto del corpo cosa succede all'interno dell'intestino dopo un pasto, un team di ricercatori della Duke ha scoperto che un pasto ricco di grassi interrompe completamente quella comunicazione per alcune ore.
Le cellule che stavano osservando sono le cellule enteroendocrine, che si verificano scarsamente in tutto il rivestimento dell'intestino, ma svolgono un ruolo chiave nel segnalare al corpo l'importantissimo canale alimentare. Oltre a rilasciare ormoni, le cellule hanno anche una connessione diretta scoperta di recente con il sistema nervoso e il cervello.
Queste cellule producono almeno 15 diversi ormoni per inviare segnali al resto del corpo sul movimento intestinale, sentimenti di pienezza, digestione, assorbimento dei nutrienti, sensibilità all'insulina e accumulo di energia.
Ma si addormentano sul lavoro per alcune ore dopo un pasto ricco di grassi, e non sappiamo ancora se è un bene o un male".
John Rawls, professore associato di genetica molecolare e microbiologia presso la Duke School of Medicine
Poiché le cellule enteroendocrine sono attori chiave nella digestione, la sensazione di essere sazi e il successivo comportamento alimentare, questo silenziamento può essere un meccanismo che in qualche modo induce le persone che seguono una dieta ricca di grassi a mangiare ancora di più.
"Questa è una parte precedentemente non apprezzata del ciclo postprandiale (dopo il pasto), " ha detto Rawls. "Se questo accade ogni volta che mangiamo un cibo malsano, pasto ricco di grassi, potrebbe causare un cambiamento nella segnalazione dell'insulina, che a sua volta potrebbe contribuire allo sviluppo dell'insulino-resistenza e del diabete di tipo 2".
Per capire meglio il silenzio, i ricercatori hanno cercato di scomporre il processo passo dopo passo nel pesce zebra.
Dopo aver sentito per la prima volta un pasto, le cellule enteroendocrine innescano un'esplosione di calcio in pochi secondi, avviare il processo di segnalazione. Ma dopo quel segnale iniziale c'è un effetto ritardato più avanti nel periodo post-pasto. È durante questa risposta successiva che si verifica il silenzio, ha detto Rawls, che dirige anche il Centro microbioma di Duke.
Le cellule silenziate cambiano forma e subiscono stress nel loro reticolo endoplasmatico, una struttura che assembla nuove proteine. Sembra che queste cellule enteroendocrine, che sono specializzati per sintetizzare e secernere proteine come ormoni e neurotrasmettitori, diventare sovrastimolato ed esausto per un po'.
Il team ha provato la dieta ricca di grassi su una linea di pesci zebra privi di germi allevati in assenza di microbi, e hanno scoperto che non hanno sperimentato lo stesso effetto di silenziamento. Così hanno iniziato a cercare microbi intestinali che potrebbero essere coinvolti nel processo.
Dopo aver esaminato tutti i tipi di batteri presenti nell'intestino, hanno visto che il silenziamento sembrava essere opera di un singolo tipo di batteri intestinali, chiamato Acinetobacter. Questi insetti sono normalmente meno dello 0,1 percento del microbioma intestinale totale, ma aumentavano di 100 volte dopo un pasto ricco di grassi ed erano gli unici batteri in grado di indurre l'effetto silenziatore.
"Vogliamo poi capire come l'Acinetobacter evochi questa interessante risposta, " disse Lihua Ye, un borsista post-dottorato e autore principale di questo articolo. "Sospettiamo anche che altri batteri possano avere questa capacità".
Rawls ha detto che non sono sicuri del motivo per cui si verifica il silenzio, né se ha alcun effetto positivo sul pesce. Potrebbe essere un modo per prevenire segnali eccessivi sul grasso, ma essendo stato messo a tacere completamente in questo modo, le cellule non comunicheranno nient'altro.
"Non capiamo ancora quale sarebbe l'impatto a lungo termine del silenziamento enteroendocrino sulla salute metabolica, " ha detto Rawls. "Questa potrebbe essere una risposta disadattiva a un'alimentazione ricca di grassi che compromette le normali funzioni regolatorie di queste cellule, portando a disturbi metabolici come la resistenza all'insulina. Ma è anche possibile che il silenziamento sia un adattamento benefico per proteggere l'animale dall'eccessiva stimolazione delle cellule intestinali".