Lo studio sui gemelli rivela come l'obesità possa alterare la funzione mitocondriale

Gli scienziati dell'Università di Helsinki hanno utilizzato 49 coppie di gemelli identici per studiare i cambiamenti metabolici che possono verificarsi nel tessuto adiposo a causa dell'obesità e per identificare alcuni processi biologici distinti associati a effetti avversi sulla salute.

Lo studio evidenzia come l'obesità possa influenzare negativamente la funzione mitocondriale nelle nostre cellule adipose, che a sua volta può portare a infiammazioni e una serie di condizioni correlate all'obesità.

Poiché i gemelli identici condividono lo stesso background genetico, spesso insieme a molti eventi di vita condivisi e all'educazione familiare, offrono agli scienziati un banco di prova molto utile per esaminare come i fattori ambientali più avanti nella vita possono influenzare la loro espressione genica. Un buon esempio di ciò è lo studio sui gemelli della NASA, che mette a confronto i geni e la biologia dei gemelli Mark e Scott Kelly, uno dei quali ha trascorso quasi un anno nello spazio e l'altro no.

Un team di scienziati dell'Università di Helsinki ha applicato questa tecnica a gemelli identici, che erano “molto discordanti” nelle caratteristiche cliniche dell'obesità, cioè uno era più pesante dell'altro. Ciò ha permesso di studiare come i fattori ambientali e di stile di vita influenzano l'espressione dei loro geni, soprattutto in relazione ai mitocondri, ampiamente conosciuti come la centrale delle cellule.

"I gemelli identici hanno gli stessi geni e il loro peso è solitamente abbastanza simile", afferma l'autore dello studio, il professor Kirsi Pietiläinen. “In effetti, studiare i gemelli è il modo migliore per esplorare le interazioni tra geni e stile di vita. Nonostante il genoma identico, i geni e persino i mitocondri dei gemelli possono funzionare a diversi livelli di attività. Abbiamo utilizzato questa caratteristica nel nostro studio per esaminare l'effetto del peso sulla funzione dei tessuti. "

Il team ha utilizzato una varietà di strumenti analitici e biopsie del tessuto adiposo e muscolare per ottenere un'immagine dell'espressione genica genomica nei gemelli. Ciò ha dimostrato che la funzione mitocondriale nel tessuto adiposo era significativamente ridotta a causa dell'obesità.

L'analisi ha anche trovato prove che questi cambiamenti nel tessuto adiposo possono stimolare l'infiammazione e molti dei processi biologici associati all'obesità, come l'aumento del grasso del fegato e cambiamenti nel metabolismo del colesterolo, del glucosio e dell'insulina. Sebbene anche i mitocondri nel tessuto muscolare fossero alterati, gli effetti non erano così profondi e non erano associati a effetti avversi sulla salute.

"Se confrontiamo i mitocondri, la centrale elettrica cellulare, al motore di un'auto, possiamo dire che la potenza in uscita diminuisce con l'aumentare del peso", afferma Kirsi Pietiläinen. "Un motore mitocondriale a bassa potenza può anche generare gas di scarico tossici che possono causare condizioni pro-infiammatorie nel tessuto adiposo e quindi malattie legate all'obesità".

Inoltre, i ricercatori hanno anche osservato un indebolimento della funzione mitocondriale del metabolismo degli amminoacidi.

"Questa scoperta è stata di particolare importanza perché una diminuzione della degradazione di questi amminoacidi e, di conseguenza, una maggiore concentrazione nel sangue era anche direttamente associata a cambiamenti pre-diabetici e all'accumulo di grasso nel fegato in studi precedenti, "Dice Kirsi Pietiläinen.

L'articolo è stato pubblicato sulla rivista Cell Reports Medicine.