I neuroni sensoriali presenti nel grasso bruno e l’interconnessione cerebrale

Il tessuto adiposo non è solo un deposito

Per lungo tempo il grasso corporeo è stato considerato un semplice magazzino di energia. Oggi sappiamo che è un organo attivo, capace di scambiare informazioni con il resto dell’organismo. Esistono due tipi principali di tessuto adiposo. Il grasso bianco immagazzina energia sotto forma di lipidi. Il grasso bruno, invece, ha una funzione opposta: brucia energia per produrre calore, un processo chiamato termogenesi che è particolarmente importante per mantenere costante la temperatura corporea. Proprio per questo il grasso bruno è ricco di mitocondri, gli organelli che convertono i nutrienti in calore.

Entrambi i tessuti devono restare in comunicazione con il cervello per contribuire all’omeostasi energetica, cioè all’equilibrio tra energia introdotta e consumata da tutto il corpo. La domanda a lungo aperta era: attraverso quale canale avviene questo dialogo?

La vecchia visione: ormoni lenti e controllo simpatico

La visione convenzionale postulava che i segnali provenienti dal grasso si trasmettessero al cervello attraverso ormoni circolanti, molecole lente e diffusive che viaggiano nel sangue. Secondo questo modello, gli ormoni secreti dal tessuto adiposo informavano il cervello sullo stato metabolico dell’organismo; il cervello, a sua volta, integrava queste informazioni periferiche e regolava la funzione degli adipociti, le cellule del grasso, principalmente attraverso il sistema nervoso simpatico e il suo neurotrasmettitore, la noradrenalina.

Questo schema descrive una comunicazione a senso prevalentemente discendente e relativamente lenta. Restava però un tassello mancante: era già noto che neuroni somatosensoriali dei gangli della radice dorsale innervassero il tessuto adiposo, ma la mancanza di strumenti genetici capaci di colpire selettivamente questi neuroni aveva impedito di comprenderne il reale significato fisiologico.

Lo studio su Nature del 2022

Il lavoro coordinato dal gruppo che fa capo a Li Ye e Ardem Patapoutian, pubblicato su Nature nel 2022, ha fornito la prova anatomica inequivocabile che l’innervazione sensoriale nel grasso costituisce una base circuitale per una trasmissione neurale veloce e codificata nello spazio, dagli organi periferici al cervello. In altre parole, oltre alla lenta via ormonale esiste una via nervosa rapida che collega direttamente il grasso al sistema nervoso centrale.

I neuroni protagonisti sono quelli somatosensoriali dei gangli della radice dorsale, le stesse strutture che raccolgono informazioni sensoriali dalla pelle e dagli organi interni. Lo studio ha dimostrato in modo diretto che questi neuroni innervano il tessuto adiposo, stabilendo un ponte anatomico tra grasso e cervello finora sottovalutato.

Come sono arrivati a questa conclusione

Per superare il limite che aveva bloccato la ricerca precedente, gli autori hanno combinato più strategie sperimentali: agenti virali, strumenti genetici e tecniche di imaging avanzate, applicati sui topi in modo da manipolare i nervi sensoriali in maniera organo specifica. Questa combinazione ha permesso di isolare il ruolo dei soli neuroni sensoriali del grasso, senza interferire con altre popolazioni nervose.

Il risultato più visivo è stata la possibilità di ricostruire l’intera proiezione degli assoni: dal corpo cellulare del neurone, situato nel ganglio della radice dorsale, fino agli adipociti del grasso sottocutaneo. Tracciare questo percorso completo ha fornito le basi anatomiche solide dell’innervazione sensoriale adiposa, trasformando un’ipotesi in una mappa concreta del circuito.

Un freno sul sistema simpatico

La parte funzionale dello studio è forse la più sorprendente. Quando i ricercatori hanno eliminato in modo selettivo l’innervazione sensoriale nel tessuto adiposo, un intervento chiamato ablazione, hanno osservato un potenziamento dei programmi genetici legati alla produzione di grasso e alla termogenesi. In concreto, gli animali mostravano un aumento del cuscinetto adiposo, un arricchimento degli adipociti tipici del grasso bruno e una temperatura corporea più elevata anche in condizioni di termoneutralità, cioè in un ambiente in cui il corpo non avrebbe bisogno di produrre calore extra.

Un dettaglio è decisivo per interpretare il risultato: questi effetti richiedevano un sistema simpatico intatto. Ciò ha portato gli autori a una conclusione elegante: i neuroni sensoriali che innervano il grasso bruno modulano la funzione degli adipociti agendo come un freno sul sistema simpatico. Togliendo il freno, cioè eliminando l’innervazione sensoriale, l’attività simpatica non viene più contenuta e il grasso bruno lavora di più. È un modello di regolazione fine, in cui la componente sensoriale bilancia quella motoria.

Perché conta: interocezione e interconnessione cerebrale

Questa scoperta si inserisce in un campo più ampio, quello dell’interocezione, ossia la capacità del sistema nervoso di percepire lo stato interno del corpo. Sapere che il grasso possiede una via sensoriale rapida verso il cervello significa riconoscere che gli organi metabolici partecipano in modo attivo, e non solo passivo, al dialogo con il sistema nervoso centrale. Non è il cervello a comandare unilateralmente la periferia: la periferia informa e regola il cervello attraverso circuiti dedicati.

Le implicazioni per la ricerca futura sono rilevanti. Da un lato, comprendere come il sistema nervoso regola il grasso bruno, con il suo ruolo nella termogenesi e nel dispendio energetico, apre prospettive interessanti per lo studio del metabolismo. Dall’altro, il modello dei gangli della radice dorsale come sensori degli organi interni potrebbe essere esteso ad altri sistemi interocettivi, aiutando a capire come diversi organi comunicano con il cervello. La lezione di fondo è che l’interconnessione tra corpo e cervello è molto più ricca, rapida e bidirezionale di quanto il vecchio modello ormonale lasciasse immaginare.

Domande frequenti

Che differenza c’è tra grasso bianco e grasso bruno?

Il grasso bianco immagazzina energia sotto forma di lipidi, mentre il grasso bruno la brucia per produrre calore attraverso la termogenesi. Il grasso bruno è ricco di mitocondri ed è particolarmente importante nella regolazione della temperatura corporea.

Che cosa sono i gangli della radice dorsale?

Sono strutture nervose che ospitano i corpi cellulari dei neuroni somatosensoriali, quelli che raccolgono informazioni sensoriali dalla pelle e dagli organi interni. Lo studio ha dimostrato che questi neuroni innervano anche il tessuto adiposo, creando una via diretta di comunicazione con il cervello.

Cosa significa che i neuroni sensoriali fanno da freno al sistema simpatico?

Significa che l’innervazione sensoriale del grasso bruno contiene l’attività del sistema nervoso simpatico. Quando i ricercatori l’hanno eliminata, il simpatico non più frenato ha spinto il grasso bruno a produrre più calore e a modificarsi, con aumento del tessuto adiposo e della temperatura corporea.

Perché questa scoperta è importante?

Perché dimostra che esiste una via nervosa rapida, oltre a quella ormonale lenta, con cui il grasso comunica con il cervello. Ciò arricchisce la comprensione dell’interocezione e del controllo del metabolismo, e apre la strada allo studio di come altri organi interni dialogano con il sistema nervoso centrale.

Bibliografia

Yu Wang, Verina H. Leung, Yunxiao Zhang, Victoria S. Nudell, Meaghan Loud, M. Rocio Servin-Vences, Dong Yang, Kristina Wang, Maria Dolores Moya-Garzon, Veronica L. Li, Jonathan Z. Long, Ardem Patapoutian, Li Ye. The role of somatosensory innervation of adipose tissues. Nature, 2022. DOI 10.1038/s41586-022-05137-7.