Il digiuno ha associazioni di lunga data con la riparazione mentale e fisica, dalla religione ascetismo alle diete disintossicanti. Un nuovo studio indica uno dei motivi per cui il digiuno può essere positivo per il nostro corpo, con la prova che un intervallo di 24 ore nel mangiare può attivare un interruttore metabolico per la rigenerazione nel nostro sistema digestivo.
Studiando gli effetti del digiuno sui topi, un team di ricercatori del MIT ha scoperto che basta un giorno di digiuno la restrizione calorica migliora sostanzialmente la capacità delle cellule staminali nell'intestino di rigenerare. Ciò non solo sottolinea gli effetti benefici di brevi periodi di digiuno, ma potrebbe anche aprire la strada a farmaci che stimolano gli effetti nei pazienti affetti da cancro.
Man mano che invecchiamo, le nostre cellule intestinali peggiorano nel rigenerarsi, il che significa che i nostri corpi sono meno capaci di combattere le infezioni e le malattie nel nostro intestino. Nei topi a digiuno, tuttavia, le cellule hanno iniziato a scomporre gli acidi grassi invece del glucosio. Ciò ha stimolato le cellule staminali a diventare più rigenerative.
“Questo studio ha fornito la prova che il digiuno induce un cambiamento metabolico nelle cellule staminali intestinali, dall’utilizzo carboidrati per bruciare i grassi", afferma David Sabatini, professore di biologia del MIT e autore senior dell'articolo, pubblicato in Cellula staminale cellulare.
“È interessante notare che il passaggio di queste cellule all’ossidazione degli acidi grassi ha migliorato significativamente la loro funzione. Il targeting farmacologico di questo percorso può fornire un’opportunità terapeutica per migliorare l’omeostasi dei tessuti nelle patologie associate all’età”.
(Organoidi intestinali di topi che hanno digiunato per 24 ore (R) e di topi che non hanno digiunato (L). Crediti: Maria Mihaylova e Chia-Wei Cheng)
Gli scienziati hanno prelevato campioni delle cellule intestinali dei topi dopo un periodo di digiuno di 24 ore, poi le hanno coltivate li in laboratorio per determinare la loro capacità di produrre un “organoide”, in questo caso una sorta di mini-intestino. Hanno scoperto che la capacità rigenerativa dei topi che avevano digiunato era doppia rispetto a quella dei topi che non avevano digiunato.
"Era ovvio che il digiuno avesse un effetto davvero immenso sulla capacità delle cripte intestinali di formare più organoidi, che è guidato dalle cellule staminali", ha detto l'autrice principale, Maria Mihaylova. "Questo è stato qualcosa che abbiamo osservato sia nei topi giovani che in quelli anziani, e volevamo davvero comprendere i meccanismi molecolari alla base di ciò."
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Per individuare le ragioni dell'aumento della rigenerazione, i ricercatori hanno sequenziato l'RNA messaggero delle cellule staminali e l'hanno scoperto il digiuno attiva un “interruttore” attivando fattori di trascrizione chiamati PPAR, che attivano i geni coinvolti nel metabolismo dei grassi acidi. Il risultato è che la cellula metabolizza gli acidi grassi invece dei carboidrati.
Fondamentalmente, gli scienziati hanno scoperto di poter imitare questo effetto con una molecola che imita gli effetti dei PPAR. Questo suggerisce che un giorno il trattamento farmacologico potrebbe essere sviluppato per invertire in modo simile l’”interruttore” metabolico e aiutare la rigenerazione nel intestino. Ciò potrebbe avere enormi benefici per gli anziani e per i malati di cancro sottoposti a chemioterapia, che tende a danneggiare le cellule del sistema digestivo.
“In una bella serie di esperimenti, gli autori sovvertono il sistema provocando […] cambiamenti metabolici senza digiuno e vedono simili effetti", afferma Jared Rutter, professore di biochimica presso la School of Medicine dell'Università dello Utah, che non è stato coinvolto nello studio ricerca.
“Questo lavoro si inserisce in un campo in rapida crescita che sta dimostrando che la nutrizione e il metabolismo [hanno] effetti profondi sul comportamento delle cellule e questo può predisporre alle malattie umane”.
