Fruttosio: un nutriente altamente lipogenico implicato nella resistenza all'insulina, nella steatosi epatica e nella sindrome metabolica
Creators: name: Mazzoli, Arianna
Publisher: name: Università degli Studi di Napoli Federico II
Year: 2015

description: Negli ultimi decenni è stato 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. Poiché nell'uomo è difficile 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, nonché 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 è maggiormente 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 poiché 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 è metabolizzato nel fegato [Tappy L et al, 2010].  L'aumentata sintesi epatica di lipidi implica una maggiore circolazione di questi ultimi e ciò potrebbe 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 poiché 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 è ben 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 è un processo dinamico connesso con lo stato di obesità, che può rappresentare 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.