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OBESITÀ: SPIEGAZIONE SCIENTIFICA

                              La propensione all’obesità

L’attuale epidemia di obesità è una condizione insorta in così pochi anni che porta da tempo gli studiosi ad interrogarsi sulle sue origini. Una mutazione genetica sarebbe troppo lenta ad agire perché la prevalenza dell’obesità si manifesti in modo così preponderante; al contempo, il solo cambiamento dell’ambiente intorno a noi non può spiegare completamente la tendenza all’accumulo di grasso, o l’intera popolazione sarebbe obesa. 

Nel tempo quindi sono state formulate delle teorie per arrivare al cuore della questione, e potenzialmente sviluppare delle terapie efficaci. 

Ormai si ritiene diffusamente che ci sia un’interazione tra ambiente e genetica, e la teoria che ne parla viene chiamata dual-intervention point. In questo modello teorico abbiamo un range di adiposità, chiamato settling point (o zone), in cui il singolo organismo si muove in libertà. L’equilibrio dell’individuo all’interno di questo range è determinato soprattutto dall’ambiente intorno a sè: stimoli visivi, eventi sociali, preferenze di gusto. Il range è delimitato da un upper intervention point UIP (traducibile con “limite superiore d’intervento”) e un lower intervention point LIP (“limite inferiore d’intervento). Questi due limiti sono, invece, determinati dalla biologia e genetica dell’individuo. Oltre essi entrano in gioco fattori ormonali e neuroendocrini che spingono fortemente per il ritorno dell’individuo ad uno stato in cui abbia una quantità di grasso che rientra nella sua settling zone. Questa si configura quindi come l’area di omeostasi di adiposità corporea, ovvero la zona di equilibrio dinamico verso la quale tendono i processi energetici.

La settling zone viene anche chiamata “zona di indifferenza biologica”, a sottolineare la dicotomia della regolazione dell’adiposità: quando ci si trova questa zona c’è una regolazione su base ambientale, data da stimoli esogeni, mentre quando ci si trova in una delle due zone oltre l’UIP e il LIP si ha una regolazione su base biologica, data da stimoli e meccanismi endogeni. 

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FIGURA 1 SETTLING ZONE

In particolare, quando si supera l’UIP e si sale oltre la massima adiposità tollerata dal nostro organismo, il principale fattore che entra in gioco è la leptina. Questo ormone, secreto soprattutto dal tessuto adiposo, serve a segnalare sovrabbondanza di energia al nostro sistema nervoso centrale (SNC). Il raggiungimento dell’UIP si ottiene quindi con un surplus relativo di energia, dato da una diminuzione del dispendio calorico e/o da un incremento delle calorie ingerite. Ciò che farà la leptina a livello centrale è dare una forte spinta in senso contrario: esso è infatti sia un ormone anoressigeno, cioè che riduce il senso di fame, sia un ormone che agisce sul dispendio calorico.
Infatti a livello del SNC, nel nucleo arcuato, la leptina ha due azioni: riduce la produzione degli ormoni oressigeni centrali, NPY e AgRP, e al contempo aumenta il rilascio di POMC e CART, che danno sensazione di sazietà. Inoltre la leptina, tramite azione sull’ipotalamo, aumenta il dispendio calorico: essa aumenta l’attività tiroidea, aumenta la termogenesi del tessuto adiposo marrone (BAT) -infatti un altro segnale per l’aumento della leptina è l’ipotermia-, aumenta l’attività cardiaca (inotropo positivo) e la pressione sanguigna (vasocostrittore).

Quindi la leptina rende il nostro sistema energetico più inefficiente, ovvero fa disperdere più energia come calore. Nonostante il significato generalmente positivo attribuito alla parola “efficienza”, paradossalmente abbiamo un metabolismo più inefficiente nelle persone magre e più efficiente negli obesi. Questo significa che, quando ogni caloria ingerita viene risparmiata sotto forma di grasso, avremo un sistema energetico molto efficiente, ma al contempo saremo proni all’obesità, che a livello di salute ed economico di efficiente ha ben poco.

Alla luce di queste azioni della leptina si era presupposta una terapia dell’obesità tramite somministrazione di tale ormone; purtroppo si è scoperto che gli individui obesi sono resistenti ad esso, e difatti ne hanno alti livelli circolanti. Questi alti livelli, d’altronde, sono parte del rischio cardiovascolare aumentato di questi individui, visto l’effetto che hanno su tale sistema.          

Quindi, come vengono impostati i parametri di LIP e UIP? Negli anni sono state fatte più ipotesi.

La meno recente è quella detta “thrifty gene hypothesis” (ipotesi del gene risparmiatore). Essa si basa sulla necessità ancestrale dell’uomo di sopravvivere a periodi di carestia, quindi sulla necessità di avere un sistema energetico molto efficiente. Coloro i quali erano più efficienti a risparmiare calorie, infatti, erano gli individui più propensi a sopravvivere ad una mancanza di cibo, e quindi più propensi a riprodursi e a trasmettere i loro geni e il loro metabolismo. In questo senso avremmo un continuo spostarsi verso l’alto dell’UIP, ed una promozione dei geni dell’adiposità, con una capacità sempre maggiore per gli individui delle successive generazioni di accumulare grasso senza che i meccanismi biologici pongano un freno a questa tendenza.

Ma, come anticipato nell’introduzione, se questa teoria fosse vera nell’era odierna saremmo tutti obesi, in quanto nel mondo occidentale siamo più o meno tutti esposti agli stessi stimoli ambientali e la maggioranza ha la possibilità di accedere in qualsiasi momento al cibo. 

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FIGURA 2 IPOTESI THRIFTY

Una teoria che è stata formulata successivamente, quindi, è la “drifty gene hypothesis” (ipotesi del gene alla deriva). In questa ipotesi si suppongono delle mutazioni randomiche dell’UIP, non necessariamente verso l’alto. La spinta antropologica a questa variabilità genetica sarebbe stata data dal “predation release” (rimozione dei predatori): l’essere umano, grazie alla formazione di comunità e alla progressione tecnologica, ha avuto la possibilità di non subire più la minaccia da predatori e, anzi, diventare lui stesso predatore. Fino a questo momento l’UIP era basso, in modo da essere abbastanza magri per poter fuggire da un predatore, mentre il LIP era abbastanza alto da consentire il livello minimo di grasso corporeo per poter sopravvivere. Dall’era del predation release in poi, l’UIP ha potuto modificarsi liberamente ed essere trasmesso ai posteri, senza che questo significasse essere a rischio. 

Da questa ipotesi deriva un corollario: a seconda di dove si trovi l’UIP dell’individuo abbiamo hard gainers, anche detti “spendthrift” (dispendiosi) e easy gainers o “thrifty” (risparmiatori), ovvero persone che difficilmente accumuleranno grasso (perché l’UIP è basso) oppure lo accumuleranno con facilità (avendo l’UIP alto). 

Questi ultimi, i thrifty, sono coloro che hanno un’area di indifferenza biologica più ampia, e di conseguenza saranno capaci di avere grandi variazioni di peso corporeo durante l’arco della loro vita. In queste persone, quindi, il controllo biologico è più difficilmente attivo, e il loro livello di adiposità si muoverà molto di più nel range di influenza dell’ambiente che li circonda. Questo range, inevitabilmente, è molto ampio. Tali individui hanno un maggiore dispendio calorico ma anche una maggiore riduzione di tale dispendio in condizioni di digiuno.

Al contrario, gli spendthrift sono meno efficienti metabolicamente: disperdono più energia come calore, invece di accumularlo come grasso. Questa è una condizione che, in realtà, sarebbe evolutivamente svantaggiosa, considerando l’enorme dispendio calorico che un animale dovrebbe impiegare per trovare cibo. 

            A livello sperimentale si può scoprire se un individuo sia thrifty o spendthrift tramite un test del digiuno. Tali test causano cambiamento del dispendio energetico in acuto, che si può oggettivamente misurare: dei marker che sono stati studiati a riguardo sono l’epinefrina urinaria e l’FGF24 ematico. Negli individui thrifty abbiamo un minore aumento dell’epinefrina nel sangue durante la fase di digiuno, e solo un modesto incremento di FGF24 nel sangue, rispetto agli spendthrift. Questo riflette un minor dispendio calorico dei thrifty a pari condizioni di deprivazione calorica.

Ora possiamo provare a rispondere alla domanda: perché alcuni individui sono obesi ed altri no?

I principali motivi che sono stati individuati, e che interagiscono tra loro, sono:

Genetico: dove il singolo organismo individua il proprio UIP;

Biologico: la regolazione della fame è un meccanismo impreciso;

Ambientale: dato dall’ambiente obesogeno.

Parlando del secondo fattore di propensione all’obesità, vari studi dimostrano come il senso di fame non riesca a compensare perfettamente un surplus o un deficit calorico acuto. 

Questo da una parte è dimostrato dall’andamento ondulatorio del peso corporeo durante le festività: il peso acquisito non viene completamente perso nei mesi successivi, e negli anni a venire la tendenza è quella di un accumulo di grasso sempre maggiore durante il corso della propria vita. L’errore energetico è, in media, del 24%, che in un anno significherebbe accumulare 23 kg circa. L’accumulo annuale medio negli individui dei paesi occidentali, in realtà, è di 0,7 kg annui, probabilmente per aumento dell’attività spontanea (NEAT) e per l’aumento del metabolismo basale dato dall’aumento di massa corporea.

D’altra parte, è stato dimostrato che, in condizioni di lieve deficit calorico, la fame nelle ore e giorni successivi non porta a recuperare precisamente le calorie non introdotte. Per esempio, saltare la colazione ha portato il campione di soggetti studiati a mangiare un po’ di più nel pasto successivo, ma il recupero di kcal è stato in media di +150 kcal a pranzo vs -450 kcal non ingerite a colazione: a fine giornata, perciò, il deficit creato era stato di 300 kcal in media.

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FIGURA 3 NO BREAKFAST

In ultimo parliamo del fattore ambientale.

Negli ultimi 40 anni è andato formandosi un ambiente via via più obesogeno:

-Le crescenti comodità hanno portato ad una riduzione dell’attività giornaliera, avendo ora la possibilità di non doversi alzare dal divano neanche per pulire casa o procurarci del cibo. 

-C’è ormai possibilità per la maggioranza della popolazione occidentale di avere cibo sempre disponibile ad un costo vantaggioso. 

-Il cibo viene reso sempre più appetitoso, favorendo la sovralimentazione su base edonica senza rispettare la sazietà metabolica. Quando parliamo di spinta edonica stiamo tirando in gioco la dopamina, ormone che media la soddisfazione e il piacere di ogni tipo: a seguito di ingestione di cibo appetitoso, di successi lavorativi, di attività sessuale.

La sazietà è un segnale omeostatico: per il corpo è ugualmente dispendioso ingrassare o dimagrire, ovvero andare oltre l’UIP o il LIP. 

Eppure, è molto più facile bypassare l’UIP, grazie alla forte componente di piacere legata al mangiare cibo appetibile. In aggiunta, è stato dimostrato che la sovralimentazione desensibilizza il SNC dall’effetto della dopamina. Questo significa che, esattamente come per ogni tipo di dipendenza da sostanze, nel tempo servirà sempre una maggiore quantità di cibo per ottenere lo stesso effetto di ricompensa sul SNC.

D’altra parte, restare al di sotto del LIP comporta una condizione di fame che è molto difficile da gestire nell’attuale ambiente, bombardati da immagini di cibo e disponibilità dello stesso. La capacità di resistere alla fame, anzi, è tipica di un disturbo psichiatrico, l’anoressia nervosa; questo è spiegato dagli studi che hanno scoperto nel SNC dei pazienti affetti modifiche nei pathway che mediano la ricompensa. In questa patologia, infatti, la profonda alterazione dei funzionamenti neuronali, che si basa sulla paura e sull’ansia di prendere peso, arriva a riconoscere come ricompensa l’essere affamati, e a negare il bisogno e la voglia di cibo; questa è una modificazione della fisiologia che risulta fortemente anticonservativa per la specie.

-Non da ultimo, la formazione di abitudini, che una volta create sono fortemente ingranate nel nostro SNC. Le abitudini di ogni tipo rientrano nel concetto di efficienza dell’organismo: la prima volta che si esegue un gesto si vedrà all’elettroencefalogramma (EEG) un’elevata attività e alla PET-TC un elevato consumo energetico di varie aree cerebrali; quando questo gesto viene reiterato, e soprattutto porta ad un premio (reward) quando la routine viene eseguita, l’esecuzione di quelle azioni finirà nell’ambito dell’inconscio, spostandosi nei nuclei della base. All’EEG vedremo una riduzione dell’attività cerebrale quando quelle stesse azioni verranno compiute. Come detto prima, la componente edonica è indubbiamente elevata nei cibi odierni: questo porta ad un rafforzamento di tali percorsi neuronali di formazione dell’abitudine. Perciò, senza un intervento conscio, le abitudini in campo alimentare spesso portano a perpetuare routine malsane, perché insegnate da piccoli o apprese per imitazione dalla tv o dai social: mangiare davanti alla tv, accompagnare i pasti con l’alcool, mangiare un dolce a fine pasto. Di per sé non sono comportamenti inadeguati, ma possono essere gesti compiuti senza prestarvi attenzione, che portano a mangiare più di quanto consciamente si ritenga di fare. 

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FIGURA 4 HABIT

            In aggiunta a genetica, biologia e periodo storico, crescere in un ambiente con un atteggiamento non sano nei confronti del cibo può portare ad un attaccamento patologico al cibo stesso. Si può interpretare il cibo come conforto, come premio, come rifugio, come sostituzione di affetti, a seconda del tipo di educazione ed esempio ricevuto in età infantile. Questi meccanismi andrebbero riconosciuti dal singolo individuo prima di provare a perdere peso, perché lo ostacoleranno sempre nello sviluppare un rapporto sano con ciò che dovrebbe essere nutrimento e piacere, ma che viene invece interpretato principalmente come soddisfazione emotiva.

In conclusione, l’ambiente obesogeno in cui ci troviamo porta ad abitudini che oltrepassano il controllo biologico: l’ambiente endogeno fallisce sotto la forza dell’ambiente esogeno. Questo è particolarmente vero nei soggetti thrifty, individui in cui i geni che regolano l’upper intervention point sono migrati più in alto, consentendo al corpo di rimanere senza controllo biologico per maggiori quantità corporee di grasso. 

Per tali individui il controllo cognitivo sul proprio dispendio energetico e sul proprio introito calorico è ancora più importante; la terapia cognitivo-comportamentale (CBT), in questi casi, risulta fondamentale. Inoltre, alla luce della maggior propensità all’obesità, queste persone potrebbero essere candidate più precocemente (cioè a livelli di BMI minori) alla terapia farmacologica contro l’obesità. 

Dott.ssa Erica Rossi, MD

Medico in formazione specialistica in Endocrinologia e Malattie del Metabolismo,
Policlinico di Bari

Bibliografia

•Set points, settling points and some alternative models: theoretical options to understand how genes and environments combine to regulate body adiposity. J.R. Speakman, D.A.Levitsky. Nov 2011

•Role of leptin in energy expenditure: the hypothalamic perspective. R. Pandit, S. Beerens and R.A.H. Adans. Jun 2017

•Is there evidence for a set point that regulates human body weight? M.J. Muller, A. Bosy-Westphal, S.B. Heymsfield. Aug 2010

•The non-regulation of food intake in humans: Hope for reversing the epidemic of obesity. D.A. Levitsky. Dec 2005

Altered Brain Reward Circuits in Eating Disorders: Chicken or Egg? G.K.W. Frank. Oct 2014

•The power of habit. C. Duhigg. RH books, 2013.

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