RICERCANDO ALL'ESTERO

Drogati di cibo: tutta colpa della dopamina

Buon anno! In questa prima puntata del 2018 parleremo di alimentazione, preferenze alimentari e di come il cibo influenza il nostro cervello.

Immagine modificata di una scansione al microscopio confocale di una parte di cervelletto. In rosa e giallo le cellule del Purkinje, in verde gli astrociti. Crediti immagine: Giuseppe Gangarossa.

RICERCANDO ALL’ESTERO – Pensiamo alle abbuffate di Natale e Capodanno, a come ci sentivamo felici e ansiosi di iniziare e a come ci sentiamo ora all’idea di ricominciare tutto da capo. Probabilmente ci penseremmo due volte a rimangiare tutti i cibi che abbiamo assunto… o anche solo a rimangiare. Giuseppe Gangarossa spiega che ciò succede perché i trigliceridi, che sono dei grassi, agiscono sull’attività neuronale portando a una riduzione della comunicazione cellulare.

Gangarossa lavora a Parigi e si occupa di meccanismi adattativi, cioè di come le cellule nervose si adattano agli stimoli esterni. In particolar modo è interessato all’effetto della dopamina, un neurotrasmettitore coinvolto nel sistema di ricompensa cerebrale e del piacere, nelle dipendenze alimentari e non solo (droga, sport…).

In cosa consiste il sistema di ricompensa?

È un insieme di strutture cerebrali che vengono attivate quando facciamo qualcosa che incoraggia la nostra sopravvivenza, come per esempio mangiare. Quando il cervello è esposto a una serie di stimoli gratificanti, risponde rilasciando dopamina.
Il cervello è programmato per ricercare i comportamenti che rilasciano dopamina. Nel caso del cibo, ci sono alimenti che causano un moderato rilascio di questo neurotrasmettitore (per esempio una mela) e altri che sono talmente gratificanti da rilasciarne una quantità enorme. Questo è quello che succede, per esempio, con il cibo spazzatura (junk food) ma anche con la cocaina e l’anfetamina, che provocano una ricompensa molto maggiore delle altre cose a cui siamo esposti in natura.

La mia ricerca si concentra proprio sull’influenza del cibo sul cervello e sul sistema di ricompensa del piacere legato alla dopamina. L’idea è capire quali sono e come funzionano i meccanismi cerebrali che vengono alterati nelle persone che soffrono di disturbi alimentari come anoressia, obesità, diabete di tipo 2; e di correlare i comportamenti disadattativi a specifiche modificazioni cellulari.

Quali sono i principali cambiamenti a livello cellulare?

A seguito di certe malattie metaboliche c’è proprio un rimodellamento delle sinapsi. Se guardiamo il cervello di un paziente che soffre di obesità con disturbo compulsivo alimentare, cioè colui che apre il frigo a intermittenza e mangia mangia mangia, possiamo vedere una drastica riduzione della densità di un particolare tipo di recettori per la dopamina, i recettori D2.

Altri attori coinvolti sono i polimorfismi, in particolare quelli a carico del gene ANKK1: questo gene si presenta alterato in chi soffre di obesità o altri disordini legati al piacere e al bisogno compulsivo di procacciare cibo ma anche in chi soffre di dipendenze alcoliche.

Ci interessano molto anche le cascate enzimatiche, come quella di mTOR coinvolta nella sintesi proteica. Sapendo che alcuni comportamenti necessitano di un aumento nella sintesi proteica, vogliamo capire cosa succede in un cervello malato a livello di tutti i piccoli fattori legati al passaggio del mRNA e alla traduzione delle proteine.

Infine, un capitolo della mia ricerca è dedicato ai circuiti neuronali. Nel cervello ci sono delle aree che proiettano da una parte all’altra e vogliamo capire quale di questi circuiti di comunicazione è legato all’ipernutrizione, cioè alla consumazione eccessiva di cibi gustosi, ricchi in zucchero e grassi.

Che influenza hanno i grassi sul cervello?

Si pensa sempre che i lipidi, quindi i grassi, siano immagazzinati nel tessuto adiposo e basta. In realtà, a pensarci bene, come tutte le cellule anche i neuroni sono composti da grassi: la membrana cellulare è formata da fosfolipidi e alcuni lipidi sono addirittura bioattivi e agiscono da mediatori. Una classe di molecole derivate dai lipidi oggi molto conosciuta è quella degli endocannabinoidi che si legano ai recettori dei cannabinoidi presenti nell’encefalo e funzionano da neuromediatori classici. Il nostro obiettivo è conoscere il funzionamento di tutto l’armamentario biochimico dei neuroni che usa i lipidi come matrice di informazione nervosa.

Il coinvolgimento neuronale dei lipidi è molto interessante anche per un altro fattore. Fino a poco tempo fa si pensava che il cervello usasse solo il glucosio come moneta energetica; poi abbiamo visto che a livello neuronale ci sono delle lipasi, cioè degli enzimi che idrolizzano i trigliceridi. Quale utilità avrebbero questi enzimi se i neuroni non usassero gli acidi grassi per cose che vanno al di là dell’architettura della membrana? E così abbiamo scoperto che i trigliceridi, come altri lipidi, possono agire sul cervello attraverso questa idrolisi locale.

È una scienza abbastanza nuova e affascinante: a pensarci bene quando prendiamo il cervello e lo togliamo dalla scatola cranica, è grasso per antonomasia. E quello che quotidianamente identifichiamo come grasso e a cui diamo valore negativo, in realtà è fondamentale per vivere.

Ritornando all’abbuffata di Natale, cosa succede all’attività neuronale?

Abbiamo dimostrato che un accesso intermittente a cibo ricco in zuccheri e grasso altera il sistema neuronale perché aumenta la sintesi proteica e le cellule nervose sono molto più reattive. Invece i trigliceridi sembrano avere un effetto di riduzione neuronale che è appunto quello che ci succede dopo l’abbuffata di Natale. L’attività neuronale diminuisce, c’è meno comunicazione e quindi l’informazione viaggia più lentamente. In alcuni casi ciò può portare a un deficit di informazione ed eventualmente a una modificazione adattativa. La sfida è capire l’implicazione a lungo termine, cioè a livello cronico: dopo un’ipertrigliceridemia, il cervello torna a livelli basali o rimane alterato nel tempo? E per quanto tempo?

La difficoltà di lavorare con i trigliceridi, e con tutti i lipidi in generale, è che il loro meccanismo d’azione è diverso dal classico principio chiave-serratura. Mentre un neurotrasmettitore classico si lega al suo recettore e, semplificando, ne provoca un cambiamento, l’acido grasso si trova dappertutto nella cellula – sulle membrane, nell’apparato di Golgi… – e ha diversi recettori e trasportatori non specifici. La fenomenologia cellulare è molto più complessa.

Quali sono le prospettive future del tuo lavoro?

Innanzitutto capire su quali meccanismi si può agire per impedire a un soggetto di diventare compulsivo con il cibo spazzatura. Ed eventualmente se è una situazione che si può invertire in modo da permettergli di avere nuovamente un rapporto normale con il cibo.

A lungo termine, mi piacerebbe prendere in considerazione la complessità del cervello, il cosiddetto connettoma e capire come funzionano le aree di proiezione e l’eterogeneità cellulare.

Nome: Giuseppe Gangarossa
Età: 34 anni
Nato a: Agrigento
Vivo a: Parigi (Francia)
Dottorato: scienze biomediche (Bologna)
Ricerca: I meccanismi molecolari che agiscono nei comportamenti legati alla ricompensa
Istituto: Biologie Fonctionnelle & Adaptative, Université Paris Diderot
Interessi: arte, storia e filosofia delle scienze, viaggiare
Di Parigi mi piace: il sentirsi al centro del mondo, è bellissima
Di Parigi non mi piace: la vita è troppo cara
Pensiero: Ogni essere umano, se è incline a farlo, può essere lo scultore del proprio cervello. (Santiago Ramon y Cajal)

Leggi anche:  Zucchero o dolcificante? Chiedilo al tuo cervello

Pubblicato con licenza Creative Commons Attribuzione-Non opere derivate 2.5 Italia.   

Luisa Alessio
Biotecnologa di formazione, ho lasciato la ricerca quando mi sono innamorata della comunicazione e divulgazione scientifica. Ho un master in comunicazione della scienza e sono convinta che la conoscenza passi attraverso la sperimentazione in prima persona. Scrivo articoli, intervisto ricercatori, mi occupo della dissemination di progetti europei, metto a punto attività hands-on, faccio formazione nelle scuole. E adoro perdermi nei musei scientifici.

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