Il trattamento con testosterone o oca migliora le alterazioni del tessuto adiposo viscerale indotte dalla sindrome metabolica attraverso la normalizzazione dell’insulino-sensibilità: uno studio sperimentale nel coniglio

Il tessuto adiposo rappresenta nei vertebrati il principale deposito energetico dell’organismo, composto principalmente da adipociti maturi in grado di accumulare l’apporto energetico in eccesso sotto forma di trigliceridi. L'accumulo di grasso a livello viscerale è indice di un tessuto adiposo disfunzionante, non in grado di immagazzinare correttamente l'eccesso di energia, che, quindi, si deposita in siti indesiderati, come fegato, cuore, muscolo scheletrico e nel tessuto adiposo viscerale. Le conseguenze metaboliche di questo “difetto” nella partizione dell'energia sono l'obesità viscerale, l'insulino-resistenza, una dislipidemia aterogenica e un profilo infiammatorio pro-trombotico: caratteristiche tipiche della sindrome metabolica (SM). La SM, e in particolare l' obesità viscerale, è associata a deficit di testosterone (T), ma i meccanismi patogenetici di questa associazione non sono stati ancora chiariti. Nel nostro studio abbiamo utilizzato un modello animale di SM, indotto da una dieta ricca in lipidi (HFD), per 12 settimane, in conigli maschi adulti, che è stato confrontato con conigli nutriti con una dieta standard (controllo) e con conigli ottenuti da sottogruppi di conigli HFD trattati con T o con OCA, un agonista sintetico del recettore FXR implicato non solo nel controllo dell’omeostasi lipidica e glucidica, ma anche nella regolazione della funzione del tessuto adiposo. Questo modello animale di SM riflette essenzialmente le caratteristiche cliniche maggiori del fenotipo umano; è caratterizzato, infatti, da iperglicemia, dislipidemia, ipertensione, e aumento della massa adiposa viscerale. La prima parte del nostro lavoro ha riguardato lo studio gli effetti dei diversi trattamenti sulla funzione del tessuto adiposo viscerale (VAT), utilizzando varie metodiche, quali tecniche immunoistochimiche, western blot e RT-PCR. I risultati da noi ottenuti dimostrano che il grasso viscerale che si accumula nei conigli HFD è un grasso viscerale disfunzionante, costituito da adipociti ipertrofici, ipossici e caratterizzati da una minore espressione proteica a membrana del trasportatore per il glucosio (GLUT4) e da un ridotto rapporto pAKT/AKT, entrambi indice di insulino-resistenza, quando confrontati con i conigli di controllo. In accordo, l’espressione della proteina antilipolitica perilipina è risultata significativamente aumentata nel VAT dei conigli HFD, rispetto ai conigli di controllo. Nel nostro studio abbiamo inoltre dimostrato che i conigli HFD presentano infiammazione e steatosi a livello epatico, le caratteristiche principali della steatoepatite non alcolica (NASH). L’HFD ha indotto, infatti, un significativo aumento del peso del fegato e un accumulo di lipidi, abbondante e omogeneo, a livello epatico, insieme a un’aumentata espressione dei marcatori tipici della steatosi, PPARγ e adiponectina. I fegati isolati dai conigli HFD erano, inoltre, chiaramente infiammati, come dimostrato dalla maggiore espressione di TNFα e IL-6, due citochine pro-infiammatorie coinvolte nella transizione da NAFLD (steatosi epatica non alcolica) a NASH. Per approfondire gli effetti della HFD sull’espansione/disfunzione del VAT, abbiamo isolato la componente preadipocitaria indifferenziata (rPAD) dal grasso viscerale dei conigli sperimentali in modo da studiarne le caratteristiche funzionali e la capacità differenziativa. Le rPAD isolate dal VAT dei conigli HFD hanno mostrato una minore capacità di rispondere al mezzo differenziante DIM, e in particolare all’insulina, in termini di sintesi dei trigliceridi, captazione del glucosio e traslocazione a membrana di GLUT4. La resistenza all'insulina nelle rPADHFD è stata dimostrata anche dal mancato aumento di espressione dei geni specifici dell’adipogenesi, quali DKK1, c/EBPα, PPARγ, FABP4, adiponectina, e leptina. Inoltre, le rPADHFD DIM-esposte hanno mostrato una prevalente espressione di CCND1 rispetto all’espressione di CCND3, suggerendo un’alterazione del processo differenziativo. In accordo, nei conigli HFD è stata osservata, mediante microscopia a fluorescenza, una percentuale inferiore di cellule capaci di differenziarsi. Questi risultati molto interessanti evidenziano, quindi, una ridotta capacità maturativa delle rPADHFD rispetto alle rPADcontrollo. Un ulteriore segno di insulino-resistenza nelle rPAD isolate dai conigli HFD è l’alterata formazione DIM-indotta delle goccioline lipidiche, come rilevato con la microscopia confocale. In particolare, nelle rPADHFD, rispetto alle rPADcontrollo, abbiamo osservato la riduzione della neo-formazione (numero ridotto) e l’alterazione del processo di fusione (aumento delle dimensioni) delle goccioline lipidiche. In accordo, nel nostro studio, abbiamo osservato che le rPADHFD sono caratterizzate da una maggiore espressione a livello citoplasmatico della proteina SNAP23, una proteina che, in condizioni fisiologiche, è maggiormente espressa a membrana (dove media la fusione delle vescicole contenenti GLUT4), mentre in condizioni di dislipidemia viene sequestrata nel citoplasma, dove è coinvolta principalmente nella fusione delle goccioline lipidiche, con conseguente aumento della loro dimensione. In aggiunta, sia nelle rPAD non trattate che in quelle trattate con DIM, abbiamo osservato una significativa associazione positiva tra il volume della gocciolina lipidica e l’espressione di SNAP23. Questo potrebbe rappresentare un possibile meccanismo che associa lo sviluppo di resistenza all'insulina con l’aumento di volume delle goccioline lipidiche. Il risultato più sorprendente di questo studio è che entrambi i trattamenti, T e OCA, sembrano essere efficaci nel contrastare gli effetti indotti dalla SM. Entrambi i trattamenti, infatti, sono stati in grado di migliorare il profilo metabolico e di contrastare non solo l’espansione del VAT, ma anche tutte le alterazioni del VAT indotte dalla SM, riducendo la dimensione degli adipociti e l’ipossia, ripristinando il corretto signalling dell'insulina (traslocazione a membrana di GLUT4, rapporto pAKT/AKT), riducendo l'espressione della perilipina e ripristinando la corretta differenziazione della componente preadipocitaria verso un fenotipo metabolico più maturo ed efficiente. In conclusione, il nostro studio effettuato in un modello sperimentale di SM aggiunge nuove informazioni circa il legame che esiste tra ipogonadismo e obesità viscerale, alterazioni entrambe associate allo sviluppo di SM e rischio cardiovascolare. In particolare, i nostri risultati suggeriscono che i conigli HFD sono caratterizzati da un accumulo di VAT disfunzionante, in cui il normale processo differenziativo sembra essere danneggiato, a causa della compromissione della via di segnalazione dell’insulina. Il trattamento in vivo sia con T che con OCA sembra essere capace di preservare la funzione del VAT attraverso il mantenimento dell’insulino-sensibilità, che, a sua volta, consente il corretto commissionamento della componente preadipocitaria e un normale turnover cellulare. Questi effetti potrebbero essere visti come un fattore di protezione nei confronti dell’espansione ipertrofica del VAT che diventa disfunzionante, determinando le conseguenze metaboliche deleterie tipiche della SM.