Il ruolo della dopamina nell’obesità

Il sistema dopaminergico svolge un ruolo cruciale nelle patologie alimentari

L’ampia disponibilità di cibo aumenta l’incidenza di obesità in tutto il mondo. Per prevenire l’insorgenza di patologie legate all’eccessiva nutrizione gli studiosi si sono focalizzati sui meccanismi neuronali. Partendo dal funzionamento di sistemi come quello dopaminergico sono riusciti a comprendere la correlazione tra ritmo metabolico e comportamento alimentare.

L’obesità ed il rischio per la salute

L’alta comorbidità dell’obesità con malattie come il diabete, i disturbi cardiovascolari e metabolici la rendono una delle patologie più rischiose a livello mondiale (Guh et al., 2009). Nel corso dei decenni sono stati utilizzati diversi interventi per ridurre i suoi effetti nocivi sul benessere ma si sono stato rivelati inefficaci a lungo termine (Montesi et al., 2016).

Cambiamenti sullo stile di vita, la riduzione dell’apporto calorico e l’aumento dell’attività fisica infatti non sono sufficienti per perdere peso (Webb et al., 2017). A tal proposito gli studiosi hanno deciso di determinare quali siano i meccanismi neuronali che condizionano l’eccessiva ricerca di spuntini al di fuori dei normali pasti (Del Corral et al., 2011).

Il corretto mantenimento dell’omeostasi energetica infatti richiede sincronizzazione dei pasti con i ritmi metabolici giornalieri (Turek et al., 2005). Negli studi con modello animale é stato dimostrato come consumo di alimenti ad alto contenuto di grassi al di fuori del ritmo metabolico porti all’obesità e all’accumulo di energia (Arble et al., 2010). Questo spiegherebbe come mai le persone che si cibano a tarda notte tendano ad essere refrattari alla terapia dimagrante (Garaulet et al., 2013). Al contrario la restrizione dei tempi dei pasti migliora i profili metabolici degli uomini pre-diabetici (Sutton et al., 2018).

Il ruolo della dopamina nella regolazione alimentare

Per dimostrare l’importanza dell’apporto calorico e della tempistica con la quale viene assunto il team di ricerca di Ali Güler, professore di biologia all'Università della Virginia, si è focalizzato sul ruolo del sistema dopaminergico.

La dopamina (DA) è un buon candidato per la regolazione patologica del comportamento alimentare in quanto é il centro di elaborazione della ricompensa. E’ infatti necessaria la motivazione e la reiterazione del comportamento per raggiungere un obiettivo come l’assunzione di cibo (Wise et al., 2014).

Güler e i suoi colleghi hanno dimostrato come il sistema dopaminergico e l’orologio biologico che regola i ritmi fisiologici quotidiani siano correlati. Gli alimenti ipercalorici che vengono introdotti tra un pasto e l’altro quindi non fanno altro che interrompere i normali programmi di alimentazione generando una reazione a catena di bisogno alimentare. Al contrario l’ablazione genetica della produzione di DA porta all’ipofagia e alla morte per fame nei modelli animali (Zhou et al., 1995).

La modulazione neuronale DA-dipendente é mediata da un gruppo di recettori accoppiati a proteine G espressi in regioni anatomicamente distinte nel sistema nervoso centrale e in quello periferico. L’attivazione dei neuroni della dopamina D1 che esprimono il recettore Drd1 nella corteccia prefrontale inducono l’assunzione di cibo (Land et al., 2014). Di conseguenza un accesso prolungato ad alto contenuto di grassi altera l’espressione di Drd1 nei centri dopaminergici (Alsio et al., 2014).

Il trattamento con un antagonista di Drd1 ha infatti evidenziato una riduzione dell’assunzione di cibo e perdita di peso nell’uomo (Carlin et al., 2013). L’espressione Drd1 é quindi necessaria per gestire il consumo eccessivo in una dieta ricca di grassi e zuccheri (HFD).

Il team di Ali Güler ha approfondito inoltre come l’attivazione di Drd1 in risposta all’alimentazione circadiana HFD (high fat diet) possa modificarne l’attività.

Usando i topi come modelli di studio i ricercatori hanno dimostrato come l’accessibilità H24 di cibo ricco di zuccheri e grassi porti all'obesità e ai relativi problemi di salute.

La segnalazione dopaminergica all’interno del nucleo soprachiasmatico (SCN) o pacemaker circadiano centrale interrompe i tempi di alimentazione. L’interruzione si riflette in un consumo eccessivo di cibo che fa aumentare di conseguenza il turnover della dopamina SCN.

L’elevata segnalazione Drd1 infine diminuisce l’attività neuronale del nucleo e disinibisce la risposta oressigenica (stimolazione eccessiva della fame) a valle causando il bisogno di alimentazione fuori orario. Neanche il ripristino selettivo dell’espressione di Drd1 all’interno del nucleo accumbens (NAc) riesce ad arrestare il consumo eccessivo di alimenti nei topi selvatici.

A differenza dei topi wild type i topi knockout invece mantenevano un normale programma alimentare e non diventavano obesi nonostante l’interruzione della segnalazione dopaminergica.

A tal proposito Ali Güler ha aggiunto:

"Abbiamo dimostrato che la segnalazione della dopamina nel cervello governa la biologia circadiana e porta al consumo di cibi ad alta intensità energetica tra i pasti e durante le ore dispari".

La sincronizzazione dei pasti e del ritmo metabolico é il risultato della storia umana.

Prima dell’avvento della società odierna e dell’elettricità i tempi giornalieri erano scanditi dalla luce del sole. L’attività umana quindi era sincronizzata con il giorno e la notte. Nell’epoca moderna invece siamo costantemente in movimento e abbiamo la possibilità di cibarci a qualsiasi orario modificando così il naturale ritmo sonno-veglia e quello metabolico.

L’alterazione del metabolismo é un fattore predittivo di obesità e bisogna tenere conto non solo di cosa si mangia ma anche quando si mangia. Le calorie consumate tra un pasto e l’altro o alle dispari vengono infatti immagazzinate come grassi.

In conclusione gli studi futuri dovranno focalizzarsi sul ruolo del sistema dopaminergico nella nutrizione. Comprendere i meccanismi neurobiologici alla base di comportamenti alimentari compulsivi potrebbe aiutare gli scienziati a sviluppare nuovi programmi di prevenzione e trattamento delle patologie alimentari. Il corso ECM FAD "Manuale di nutrizione per professionisti sanitari" può essere un valido supporto teorico e pratico per gli operatori sanitari interessati a promuovere corrette abitudini alimentari nei loro pazienti. 

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Fonti:

Guh, D.P., Zhang, W., Bansback, N., Amarsi, Z., Birmingham, C.L., Anis, A.H. (2009). The incidence of co-morbidities related to obesity and overweight: a systematic review and meta-analysis. BMC Public Health 9, 88

Montesi, L., El Ghoch, M., Brodosi, L., Calugi, S., Marchesini, G., Dalle Grave, R. (2016). Long-term weight loss maintenance for obesity: a multidisciplinary approach. Diabetes Metab. Syndr. Obes. 9, 37–46

University of Virginia. "Study finds dopamine, biological clock link to snacking, overeating and obesity." ScienceDaily. ScienceDaily, 3 January 2020.

Webb, V.L., and Wadden, T.A. (2017). Intensive lifestyle intervention for obesity: principles, practices, and results. Gastroenterology 152, 1752–1764