La disattivazione di questo enzima ha invertito il prediabete nei topi
Mirare alla chimica della ceramide del corpo in modo sottile potrebbe portare allo sviluppo di nuovi trattamenti sicuri per il diabete di tipo 2, le malattie cardiache e altre condizioni metaboliche.
Questo è stato il suggerimento che gli scienziati hanno avanzato dopo aver scoperto di poter invertire il prediabete nei topi con obesità silenziando un enzima responsabile della fase finale della produzione di ceramide.
La disattivazione dell'enzima, chiamato diidroceramide desaturasi 1 (DES1), ha abbassato i livelli di ceramide nel corpo, notano in un recente Scienza documento sul loro lavoro.
La disattivazione di DES1 ha anche impedito ai topi con una dieta ricca di grassi di sviluppare fegato grasso e resistenza all'insulina. Queste due condizioni sono i principali fattori di rischio per le malattie cardiache e il diabete.
DES1 controlla la conversione della diidroceramide in ceramide con un piccolo spostamento chimico di due atomi di idrogeno. Questa sottile alterazione inserisce efficacemente un "doppio legame nella spina dorsale" della molecola lipidica.
Precedenti indagini avevano già suggerito che la riduzione dei livelli di ceramide potrebbe potenzialmente invertire la malattia metabolica e il diabete. Tuttavia, i metodi utilizzati comporterebbero gravi effetti collaterali.
"Ceramidi come il prossimo colesterolo"
Il nuovo studio porta la ricerca in una direzione terapeutica più promettente. Suggerisce che potrebbe essere possibile ridurre i livelli di ceramide in modo sicuro con una piccola modifica tempestiva al processo di produzione della ceramide.
"Il nostro lavoro", dice l'autore dello studio co-senior Prof. Scott A. Summers, presidente del dipartimento di nutrizione e fisiologia integrativa presso l'Università dello Utah a Salt Lake City, "mostra che le ceramidi hanno un ruolo influente nella salute metabolica".
"Stiamo pensando alle ceramidi come il prossimo colesterolo", aggiunge.
Gli scienziati stanno ancora scoprendo in che modo l'abbassamento delle ceramidi influisce sul corpo. Tuttavia, ci sono prove, sostiene il prof. Summers, di un legame tra ceramidi e malattie metaboliche.
Dice che alcuni medici stanno già effettuando test dei livelli di ceramide come un modo per valutare il rischio delle persone di malattie cardiache.
"Le ceramidi contribuiscono alla lipotossicità che è alla base del diabete, della steatosi epatica [fegato grasso] e delle malattie cardiache", notano gli autori del nuovo studio.
Se le ceramidi possono essere una causa di malattie, a cosa servono nel corpo? I ricercatori hanno studiato questa domanda valutando l'impatto della ceramide sul metabolismo.
Pro e contro della ceramide
In uno studio del 2013 su DES1 e ceramidi, il Prof. Summers ei suoi coautori hanno discusso di come l'obesità potrebbe aumentare il rischio di malattie metaboliche e di come le ceramidi contribuiscono.
La teoria è che nelle persone con obesità, i tessuti del corpo ricevono un'abbondanza di lipidi che non possono immagazzinare, e questo porta ad un accumulo di "molecole derivate dal grasso che compromettono la funzione dei tessuti".
Il Prof. Summers ei suoi colleghi hanno scoperto che le ceramidi innescano una serie di processi che aumentano l'accumulo di grasso nelle cellule. Inoltre, interrompono la capacità delle cellule di ottenere energia dallo zucchero o dal glucosio.
I lipidi rallentano anche l'elaborazione degli acidi grassi. Lo fanno in due modi: facendo in modo che il fegato immagazzini più acidi grassi e riducendo la combustione dei grassi nei tessuti.
Le ceramidi hanno anche altre funzioni. Uno di questi è rafforzare le pareti cellulari.
Il Prof. Summers suggerisce quindi che poiché l'aumento del deposito di grasso aumenta i livelli di ceramide, sembrerebbe che le ceramidi abbiano un ruolo nel proteggere le cellule dalla rottura durante i periodi di abbondanza, quando il corpo aumenta le sue riserve di grasso.
Tuttavia, nel caso dell'obesità, la ceramide sembra assumere il ruolo di un lipide tossico.
I topi obesi avevano migliorato la salute metabolica
In un recente studio, i ricercatori hanno abbassato i livelli di ceramide nei topi interrompendo l'ultimo passaggio della sintesi di ceramide. Per ottenere ciò, hanno ingegnerizzato geneticamente topi in cui potevano disattivare il gene per DES1 negli animali adulti.
Hanno sviluppato due modi per disattivare DES1: globalmente e selettivamente. Nell'approccio globale, hanno messo a tacere DES1 in tutto il corpo. Nell'approccio selettivo, hanno spento l'enzima in posizioni selettive, come nel fegato o nelle cellule adipose.
Quando hanno spento DES1 per abbassare le ceramidi in topi estremamente obesi con insulino-resistenza e fegato grasso, hanno scoperto che entrambi gli approcci funzionavano. La salute metabolica degli animali è migliorata, anche se sono rimasti obesi.
I loro fegati si sono sbarazzati del grasso e le loro risposte di insulina e glucosio erano acute come quelle di topi sani e magri. Dopo 2 mesi di osservazione, gli animali sono rimasti in buona salute.
Il professor Summers spiega che sebbene i topi non perdessero peso, i loro corpi avevano cambiato il modo in cui elaboravano i nutrienti.
In un'altra serie di esperimenti, il team ha scoperto che la riduzione dei livelli di ceramide prima di sottoporre i topi a diete ad alto contenuto di grassi ha impedito agli animali di aumentare di peso e sviluppare insulino-resistenza.
"Abbiamo identificato una potenziale strategia terapeutica che è notevolmente efficace e sottolinea come i sistemi biologici complessi possono essere profondamente influenzati da un sottile cambiamento nella chimica".
Prof. Scott A. Summers
