Fruttosio: un nutriente altamente lipogenico implicato nella resistenza all'insulina, nella steatosi epatica e nella sindrome metabolica

Negli ultimi decenni ਠstato osservato che l'aumento dell'incidenza dell'obesità  ha coinciso con un aumento del 25% del consumo procapite di fruttosio [Bray GA et al, 2004]; inoltre il crescente consumo di bevande analcoliche sembra essere associato ad un aumento nel rischio di diabete, malattie cardiometaboliche, gotta e disordini lipidici. Poichà© nell'uomo ਠdifficile stabilire il contributo del solo fruttosio nello sviluppo di tali disordini metabolici, dal momento che nella vita quotidiana sono coinvolti fattori addizionali, come i ridotti livelli di attività  fisica e l'aumento del consumo di cibi ricchi in grasso, lo studio sul modello animale aiuta a capire se il fruttosio dietetico da solo possa determinare un'eccessiva deposizione lipidica e le correlate malattie metaboliche. Per questo motivo durante il mio primo anno di dottorato ho valutato l'impatto di una dieta ipolipidica ad alto contenuto di fruttosio a lungo termine sull'omeostasi energetica dell'intero organismo in ratti adulti e sedentari: ho condotto un'analisi dettagliata della composizione corporea e del bilancio dell'energia, nonchà© della funzionalità  del sistema insulinemico per il controllo della glicemia al fine di evidenziare alterazioni metaboliche indotte da alti livelli di fruttosio nella dieta. Ho anche calcolato l'indice HOMA, determinando i livelli plasmatici di glucosio e di insulina a digiuno a 4 e 8 settimane del trattamento dietetico. Infine ho determinato sia il profilo lipidico plasmatico, per verificare se in seguito a questo trattamento dietetico si hanno variazioni nei livelli ematici di trigliceridi, colesterolo totale, colesterolo LDL e colesterolo HDL, sia i parametri infiammatori plasmatici. Le variazioni riscontrate a livello dell'intero organismo riflettono parallele variazioni nell'attività  metabolica dei singoli organi e tessuti, specialmente quelli che sono i principali contribuenti al metabolismo totale; dal momento che il fruttosio ਠmaggiormente metabolizzato nel fegato, sito principale della lipogenesi de novo, durante il mio secondo anno di dottorato ho analizzato l'attività  dei markers epatici di questa via metabolica. Ho anche misurato il consumo di ossigeno (VO2) e la produzione di anidride carbonica (VCO2), per determinare i valori del quoziente respiratorio (RQ), del quoziente respiratorio non proteico (NPRQ) in modo da poter stimare l'intensità  della lipogenesi de novo. Inoltre poichà© i mitocondri sono la centrale energetica della cellula, ho indagato sull'eventuale alterazione delle funzioni mitocondriali epatiche, dato l'elevato consumo di ATP nella lipogenesi de novo. Queste analisi mi hanno permesso di osservare che ratti adulti sedentari ed alimentati con una dieta ad alto contenuto di fruttosio per 8 settimane presentano insulino-resistenza epatica, un'elevata lipogenesi de novo e deposizione lipidica, in accordo con il fatto che circa il 90% del fruttosio introdotto con la dieta ਠmetabolizzato nel fegato [Tappy L et al, 2010]. L'aumentata sintesi epatica di lipidi implica una maggiore circolazione di questi ultimi e ciಠpotrebbe influenzare altri tessuti come il muscolo scheletrico; infatti diversi dati in letteratura hanno definito un potenziale collegamento tra la condizione di insulino-resistenza e le alterazioni mitocondriali nel muscolo scheletrico, sia nell'uomo che nel modello animale [Johannsen DL et al, 2009]; per questo durante il mio terzo anno di dottorato ho analizzato l'effetto a lungo termine di un'alimentazione ricca in fruttosio sull'energetica mitocondriale del muscolo scheletrico. A tal fine, ho valutato la capacità  ossidativa e l'efficienza mitocondriale relativa al muscolo scheletrico stesso. Inoltre poichà© il ruolo del tessuto adiposo bianco nella regolazione dell'omeostasi del glucosio e della sensibilità  all'insulina nei ratti adulti alimentati con una dieta ricca di fruttosio non ਠben definito, durante il terzo anno ho valutato anche l'effetto di questo trattamento dietetico sulle variazioni morfologiche e funzionali del WAT che potrebbero contribuire allo sviluppo di insulino-resistenza. Per raggiungere questo obiettivo ho analizzato il numero, la dimensione e la distribuzione delle cellule nel WAT sottocutaneo e viscerale, insieme alla sensibilità  delle cellule all'insulina e all'attività  lipolitica degli adipociti, al fine di rilevare un eventuale rimodellamento di questo tessuto in seguito all'elevato consumo di fruttosio: infatti, il rimodellamento del tessuto adiposo ਠun processo dinamico connesso con lo stato di obesità , che puಠrappresentare in alcuni casi il legame tra l'obesità  ed alcune gravi patologie ad essa collegate, come la resistenza all'insulina, l'ipertensione, il diabete di tipo II e le malattie cardiovascolari.