Gli ormoni della fame e della sazietà

Il comportamento alimentare è controllato a livello centrale da una rete di interconnessioni operante all’interno dell’ipotalamo, una piccola regione posta alla base del cervello e collegata con siti di una particolare area cerebrale che viene chiamata mesencefalo.

Il controllo della fame a livello centrale

I componenti di questa rete sono rappresentati da diversi nuclei neuronali all’interno dei quali è possibile schematicamente distinguere:

• una rete oressizzante (ossia favorente l’appetito e la ricerca del cibo) composta da neuroni e fibre che producono e secernono segnali che stimolano la fame, come il neuropeptide Y (NPY), la proteina aguti-correlata, la noradrenalina, il GABA, i peptidi oppioidi, le orexine;
• una rete anoressizzante nella quale operano elementi che elaborano sostanze che inibiscono l’appetito, come il fattore di rilascio per la corticotropina (CRH), il fattore di rilascio per la tireotropina (TRH), la colecistochinina (CCK), il peptide glucagone-simile (GLP), il cocaine-amphetamine regulated transcript (CART), l’ormone melanocito-stimolante (MSH).

Tale complessa rete neuronale è responsabile del controllo a lungo termine del bilancio energetico. Essa, tuttavia, influenza anche l’equilibrio energetico quotidiano, interagendo con centri regolatori localizzati nel tronco encefalico più direttamente coinvolti nella modulazione del consumo di cibo nei singoli pasti.

I segnali periferici: gli ormoni della fame

Oltre ai citati neurotrasmettitori e ormoni centrali, nella regolazione del comportamento alimentare e, di conseguenza, dell’introito calorico è di fondamentale importanza il contributo dei segnali periferici, provenienti dall’apparato gastrointestinale e dal tessuto adiposo.

A parte i segnali di natura meccanica e/o chimica, connessi con il transito degli alimenti nel tratto gastroenterico e trasmessi ai centri regolatori cerebrali da opportuni meccanocettori e chemocettori, un ruolo chiave nel regolare il senso di fame è svolto da alcuni peptidi quali, per esempio, la leptina, la CCK, il peptide YY, ad azione anoressizzante, e la ghrelina ad azione stimolatoria sulla fame.

Infine, è recentemente emerso che anche sostanze, inizialmente non caratterizzate come regolatrici dell’appetito, come il fattore trofico derivato dal cervello (BDNF), i neurosteroidi e gli endocannabinoidi sono indiscutibilmente coinvolte nella modulazione di specifici aspetti del comportamento alimentare.

Leptina

La leptina è un ormone peptidico di 146 amminoacidi, scoperto nel 1994 da Zhang e collaboratori come prodotto del gene ob nel topo. Infatti i ricercatori notarono che i topi ai quali veniva cancellato il gene ob, si nutrivano molto di più dei topi normali, diventando presto obesi e diabetici.

Per questo la proteina prodotta a partire da questo gene fu chiamata leptina (dal greco leptos = magro) proprio a indicare la sua capacità di produrre la riduzione di peso e la sensazione di sazietà. Essa è sintetizzata prevalentemente dal tessuto adiposo bianco e la sua concentrazione in circolo è proporzionale alla quantità di grasso corporeo, ovvero maggiore è il tessuto grasso corporeo, maggiore è la quantità di leptina presente nel sangue.

La leptina agisce come fattore in grado di trasmettere al sistema nervoso centrale (SNC) informazioni sulle riserve corporee di tessuto adiposo e, quindi, sullo stato nutrizionale dell’organismo. In condizioni di bilancio energetico positivo, l’accumulo di grasso aumenta e, di conseguenza, aumenta la produzione di leptina, che segnala al sistema nervoso centrale la necessità di ridurre l’introito di cibo e di incrementare la spesa energetica, in modo tale da garantire, nel lungo termine, la stabilità del peso corporeo.

Ghrelina

La ghrelina è un ormone costituito da 28 aminoacidi identificato originariamente come fattore di rilascio dell’ormone della crescita a livello della ghiandola ipofisaria. Successivamente si è scoperto che la ghrelina è prodotta soprattutto a livello dello stomaco e del duodeno e rientra, a pieno titolo, tra i componenti del sistema periferico di segnalazione al sistema nervoso centrale delle variazioni a breve termine del bilancio energetico.

Infatti, nell’uomo, la ghrelina circolante aumenta progressivamente durante il digiuno e diminuisce rapidamente in seguito all’ingestione di cibo. Dal momento che essa ha una forte azione stimolatoria sulla sensazione di fame, le sue brusche variazioni circolanti in coincidenza dei pasti suggeriscono che essa svolge un ruolo importante sia nell’induzione (i noti attacchi di fame) sia nella terminazione del pasto.

Adiponectina

L’adiponectina è un ormone prodotto esclusivamente dagli adipociti, ossia le cellule del tessuto grasso. Numerosi studi ne suggeriscono il coinvolgimento nei meccanismi dell’omeostasi metabolica dell’organismo. In vitro facilita l’azione dell’insulina sugli epatociti; in vivo migliora il metabolismo del glucosio e degli acidi grassi.

Inoltre, i livelli plasmatici di adiponectina sono significativamente ridotti nei soggetti obesi e nei pazienti con diabete mellito di tipo II, condizioni comunemente associate a insulino-resistenza. L’adiponectina, dunque, sembra primariamente coinvolta nella modulazione del metabolismo degli zuccheri e dei grassi e nella regolazione della sensibilità all’insulina.

Colecistochinina

La CCK è uno dei più efficienti segnali generati dall’ingestione di cibo che hanno la funzione di controllare la dimensione dei pasti. Essa, infatti, è secreta dall’intestino durante il transito degli alimenti e, attraverso l’interazione con specifici recettori, localizzati sulle terminazioni nervose del tubo gastroenterico, invia segnali a specifici nuclei mesencefalici che, attraverso il controllo dei riflessi digestivi e attraverso l’integrazione con i centri ipotalamici, modulano l’assunzione di cibo determinando la fine del pasto.

Inoltre, la CCK agisce come neurotrasmettitore nel sistema nervoso centrale interagendo con altri neuropeptidi, a livello ipotalamico e in altre regioni cerebrali, ai fini della regolazione dell’omeostasi energetica.

Neurosteroidi

Il sistema nervoso centrale contiene una consistente quantità di ormoni steroidei, sia prodotti a livello periferico e trasportati nel cervello attraverso il circolo ematico, sia sintetizzati in situ. Tali ormoni sono generalmente definiti come steroidi neuroattivi, nel primo caso, e neurosteroidi, nel secondo.

Questi composti manifestano azioni complesse e multiformi quali effetti neuroprotettivi, ansiolitici, antidepressivi e anticonvulsivanti [3α,5α-tetraidroprogesterone (3α,5α-THP)] e sono coinvolti nella regolazione della differenziazione neuronale e nella modulazione delle funzioni cognitive e dell’umore [deidroepiandrosterone (DHEA) e deidroepiandrosterone-solfato (DHEA-S)] (Rupprecht & Holsboer, 1999).

Numerosi studi hanno evidenziato che i neurosteroidi svolgono un importante ruolo nel complesso mosaico della regolazione del comportamento alimentare. Infatti, il 3α,5α-THP induce iperfagia quando somministrato nei topi sottoposti a digiuno forzato, mentre il DHEA e il suo derivato solfato inducono ipofagia quando somministrati nelle medesime conzioni sperimentali.

Fattore neurotrofico derivato dal cervello (BDNF)

Il BDNF fa parte della famiglia delle neurotrofine includente anche il nerve growth factor, la neurotrofina-3 e la neurotrofina-4. Il BDNF è la più diffusa neurotrofina, a livello sia centrale sia periferico. Esso esercita numerosi effetti sul sistema nervoso tra cui la promozione dello sviluppo e della differenziazione neuronale, la modulazione della connettività sinaptica e la regolazione dei fenomeni di riparazione neuronale.

Diverse linee di ricerca indicano un ruolo di tale neurotrofina anche nella regolazione del comportamento alimentare e suggeriscono che alterazioni della sua espressione genica possano rappresentare fattori di suscettibilità per lo sviluppo dei disturbi del comportamento alimentare. Infatti, la somministrazione del BDNF, sia centralmente sia perifericamente, in topi diabetici provoca diminuzione dell’introito di cibo, aumento del dispendio energetico e miglioramento dell’iperglicemia e dell’iperinsulinemia.

Endocannabinoidi

Con il nome di endocannabinoidi vengono indicati composti endogeni che agiscono sui recettori dei cannabinoidi CB1 e CB2. I due principali componenti di questa famiglia sono l’anandamide (AEA) e il 2-arachidonoilglicerolo (2-AG).

Gli endocannabinoidi svolgono numerose funzioni biologiche: sono implicati nella regolazione del comportamento motorio, nella modulazione della percezione del dolore, nella neuroprotezione, nei meccanismi di controllo della memoria e dell’apprendimento, nella modulazione dei processi di motivazione e gratificazione, nel controllo della fame e della assunzione di cibo.

Per quanto concerne queste ultime funzioni, è stato dimostrato che i recettori CB1, così come l’AEA, il 2-AG e i loro precursori sono presenti nel nucleo arcuato dell’ipotalamo, uno dei nuclei deputati al controllo della sazietà. Inoltre, la somministrazione di AEA causa iperfagia nei ratti mentre la delezione (ossia la cancellazione) del gene del recettore CB1 causa ipofagia, suggerendo un coinvolgimento degli endocannabinoidi nell’induzione dell’appetito.

Per approfondire:Stress: quanto influisce sugli ormoni della fame?