I recettori della melanocortina 4 regolano
termogenesi e glicemia
SIMONE WERNER
NOTE
E NOTIZIE - Anno XII – 14 giugno 2014.
Testi pubblicati sul sito
www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind
& Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a
fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta
settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in
corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento rientra negli
oggetti di studio dei soci componenti lo staff
dei recensori della Commissione
Scientifica della Società.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]
Il più comune difetto genetico predisponente all’obesità, con una prevalenza di 1-2,5% in persone con indice di massa corporea (BMI) superiore a 30, è costituito da mutazioni nel gene del recettore della melanocortina 4 (MC4R). Nel 2008, per la prima volta, le mutazioni in MC4R furono messe in relazione con l’obesità umana e, siccome furono trovate in eterozigoti, si ipotizzò una trasmissione genetica autosomica dominante. Studi successivi suggerirono una penetranza incompleta e un qualche grado di codominanza. Nel 2009, due grandi studi estesi a tutto il genoma del BMI, hanno confermato l’associazione di varianti del gene della proteina MC4R con resistenza all’insulina, obesità ed altri tratti antropometrici.
Da un punto di vista biochimico, MC4R è una proteina, che nella specie umana è codificata dal gene MC4R, ed è classificata come un recettore accoppiato a proteine G, che lega l’ormone α-MSH e interagisce con la pro-oppiomelanocortina. In modelli murini questi recettori sono implicati nella fisiologia del comportamento alimentare, nella regolazione del metabolismo, nel comportamento sessuale e nella funzione erettile maschile.
In sintesi, alla luce delle conoscenze attuali, si ritiene che i recettori MC4 regolino il metabolismo nel sistema nervoso centrale dei mammiferi. Se tali recettori abbiano un ruolo in neuroni extra-ipotalamici e, in particolare, siano richiesti nel controllo del metabolismo energetico e dell’omeostasi del glucosio nei neuroni colinergici pre-gangliari del sistema nervoso autonomo, non è chiaro.
Per fare luce
su tale questione, Eric D. Berglund e numerosi
colleghi hanno posto in essere uno studio che ha fornito una risposta
apparentemente inequivocabile (Berglund E. D., et al. Protons are a
neurotransmitter that regulates synaptic plasticity in the lateral amygdala. Proceedings of the National Academy of
Sciences USA – Epub ahead of print doi:10.1073/pnas.1407018111, 2014).
La provenienza
degli autori dello studio è la seguente: Division
of Hypothalamic Research, Department of Internal Medicine, Department of
Pharmacology, Touchstone Diabetes Center, University of Texas Southwestern
Medical Center, Dallas, Texas (USA); Department of Obstetrics and Gynecology,
Medical School of Xi’an Jiaotong University, Xi’an,
P. R. (Cina); Department of Biological Sciences,
Korea Advanced Institute of Science and Technology, Daejeon,
(Corea); Division of Endocrinology, Harvard Medical
School, Harvard University, Boston, Massachusetts (USA).
Gli esperimenti hanno evidenziato una chiara differenza fra neuroni del parasimpatico e neuroni dell’ortosimpatico. Per inciso ricordiamo, a beneficio dei lettori non specialisti, che tutti i neuroni pregangliari segnalano mediante acetilcolina, mentre i post-gangliari rilasciano noradrenalina se appartenenti all’ortosimpatico ed acetilcolina se appartenenti al parasimpatico cefalico e caudale.
Qui di seguito, in breve, i risultati degli esperimenti.
Le molecole di MC4R nei neuroni pregangliari ortosimpatici, ma non nei neuroni pregangliari parasimpatici, sono richieste per il controllo del dispendio energetico, del peso corporeo, incluse le risposte termogeniche alla dieta e all’esposizione al freddo, e l’imbrunimento del grasso bianco nel tessuto adiposo. Infine, la delezione del gene MC4R nei neuroni colinergici, sia ortosimpatici sia parasimpatici, comprometteva l’omeostasi del glucosio.
L’autore della nota invita alla
lettura delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE
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