Nel precedente articolo abbiamo introdotto un breve richiamo generale sul metabolismo energetico per poi descrivere gli aspetti anatomo-funzionali del tessuto adiposo con particolare riferimento al fenomeno della lipolisi durante il periodo di transizione.

In questo articolo introdurremo invece i meccanismi mediante i quali l’organismo comunica con il tessuto adiposo e la descrizione delle sostanze, chiamate adipochine, attraverso le quali il tessuto adiposo comunica con il resto del corpo. Un processo particolarmente affascinante che ha lo scopo di adattare l’organismo all’ambiente entro cui vive in modo da assicurare la continua corrispondenza tra stato metabolico e mutabilità delle condizioni ambientali.

Regolazione della lipolisi durante il periodo di transizione

La lipolisi avviene, durante il periodo di transizione, sia per effetto di alcune sostanze che caratterizzano fisiologicamente questo periodo (ormone della crescita, prolattina ecc.) sia come risposta all’equilibrio energetico negativo (NEBAL) sperimentato dalla bovina. In entrambi i casi il processo è regolato dall’interazione di diverse sostanze che hanno la capacità di modularne l’intensità in risposta alle condizioni che man mano si presentano.

Le catecolamine (adrenalina e noradrenalina) sono prodotte dalle ghiandole surrenali come risposta a stress di vario tipo (ipoglicemia, freddo, dolore ecc.) ed esercitano un potente effetto lipolitico. Si legano ai β recettori-adrenergici (βAR) sulla membrana cellulare degli adipociti e attivano l’adenilato ciclasi che converte l’ATP in AMP-ciclico (cAMP). L’accumulo di cAMP induce l’attivazione della proteina chinasi A (PKA) che, fosforilando la lipolipina 1 (PLIN1), da inizio alla lipolisi. La risposta lipolitica alla stimolazione con adrenalina raggiunge la massima intensità 30 giorni post-parto e rimane elevata per tutta la lattazione mentre la risposta lipolitica alla stimolazione con noradrenalina rimane molto elevata per l’intera durata della lattazione. Questo tipo di risposta è decisamente meno intensa durante il periodo di asciutta. È interessante sottolineare che la risposta lipolitica alla stimolazione con catecolamine è direttamente proporzionale alla produzione di latte. Nella pecora è stato dimostrato che la presenza di recettori βAR è più concentrata nel tessuto adiposo omentale rispetto a quello di deposito sottocutaneo. Questa evidenza non l’abbiamo nella specie bovina, ma è ragionevole pensare che si possa avere la stessa condizione.

L’insulina, durante il periodo di transizione, viene liberata regolarmente ma spesso le bovine manifestano una certa resistenza ai suoi effetti biologici. Questa condizione, conosciuta con il termine di insulinoresistenza, è considerata parafisiologica nella bovina da latte ad alta produzione poiché garantirebbe una quota extra di glucosio per la galattopoiesi limitando l’utilizzo del glucosio da parte dei tessuti periferici. Ricordiamo che la mammella è indipendente dagli effetti dell’insulina, a differenza delle cellule degli altri tessuti che necessitano di insulina per fare entrare il glucosio nel citoplasma. Gli adipociti invece sono tra le cellule più sensibili all’effetto dell’insulina. In particolare, l’insulina permette il passaggio attraverso la membrana del glucosio, favorisce la lipogenesi, permette la captazione degli acidi grassi dal sangue e inibisce la lipolisi. L’insulina lega e attiva il recettore tirosin-kinasi 1 che determina la fosforilazione delle proteine IRS-1 e IRS-2 (Insuline Receptor Substrate 1 e 2). Successivamente si ha l’attivazione degli enzimi fosfatidilinositolo 3-chinasi (PI3K), fosfoinositide dipendente chinasi-1 (PDK1) e della proteina chinasi B (AKT). Tale via metabolica permette la maggior parte degli effetti biologici mediati dall’insulina. L’effetto antilipolitico è garantito dall’attivazione della proteina chinasi B (AKT) che inibisce l’attività della proteina chinasi A (PKA) necessaria per la fosforilazione della lipolipina 1. In questo modo la lipolipina 1 può continuare ad esercitare la sua attività protettiva delle gocce lipidiche dalle lipasi. Una condizione di insulinoresistenza durante il periodo di transizione determina la mancata protezione delle gocce lipidiche da parte della lipolipina 1 e quindi un’esaltazione del fenomeno della lipolisi.

L’ormone somatotropo (GH) promuove la lipolisi e riduce la sensibilità degli adipociti all’insulina. Il GH aumenta di 4-6 volte la sensibilità del tessuto adiposo agli effetti della stimolazione adrenergica mentre riduce la sensibilità ad alcune molecole che hanno un effetto antilipolitico come l’adenosina. Nelle tre settimane dopo il parto, che caratterizzano la seconda parte del periodo di transizione, la concentrazione ematica di GH aumenta considerevolmente per sostenere la montata lattea, e ciò promuove notevolmente il processo della lipolisi.

L’angiopoietina-like 4 (ANGPTL-4) è un adipochina liberata durante un periodo di equilibrio energetico negativo che inibisce la captazione degli acidi grassi per l’esterificazione da parte degli adipociti. L’ANGPTL-4 svolge un ruolo determinante per favorire la lipolisi, soprattutto in seguito ad una stimolazione con le catecolamine (adrenalina e noradrenalina), incrementando l’cAMP e promuovendo la fosforilazione della proteina chinasi A (PKA).

Il ruolo della prolattina è controverso, sebbene sia stato dimostrato che nel coniglio riduca le dimensioni degli adipociti e quindi promuova la lipolisi, ad oggi non ci sono studi che supportino tale effetto anche nella bovina da latte. Così come il GH, anche la prolattina viene liberata in grande quantità subito dopo il parto per sostenere la montata lattea.

Come comunica il tessuto adiposo: le adipochine

Il tessuto adiposo regola il metabolismo sistemico attraverso la liberazione di proteine che esercitano funzioni autocrine, paracrine ed endocrine. Queste proteine, chiamate adipochine, sono prodotte da tutte le componenti cellulari del tessuto adiposo: adipociti, cellule vascolari e stromali, cellule immunitarie e cellule progenitrici degli adipociti. Ne sono state scoperte più di 300 ma quelle descritte per la specie bovina sono molto poche, qui descriveremo le caratteristiche delle più importanti.

L’adiponectina, prodotta principalmente dagli adipociti, anche conosciuta come ACRP30, aumenta la sensibilità all’insulina, la lipogenesi negli adipociti e la β-ossidazione degli acidi grassi negli epatociti e nelle cellule muscolari. Tali effetti sono attribuibili all’attivazione dei recettori (adipoR1 e adipoR2) sugli adipociti, miociti ed epatociti. La concentrazione ematica di adiponectina è minima subito dopo il parto, per poi aumentare progressivamente raggiungendo la massima concentrazione tra i 40 e i 70 giorni post-parto. È molto interessante notare che la concentrazione ematica di adiponectina è inversamente proporzionale alla quantità di NEFA circolanti che sono considerati il principale biomarker dell’entità della lipolisi nella bovina da latte. Il ruolo dell’adiponectina è di stimolare i processi di lipogenesi, e quindi ricostituire le riserve corporee di grasso quando il periodo energetico negativo volge al termine.

La leptina è stata la prima adipochina scoperta e descritta nei mammiferi. È prodotta non solo dal tessuto adiposo ma anche da tante altre cellule (miociti, cellule mammarie, cellule epiteliali gastriche ecc.). Gli effetti della leptina sono di natura autocrina, paracrina ed endocrina andando a modulare il comportamento alimentare e la perdita di energia. Ha un potente effetto anoressizzante, riduce la lipogenesi, ed implementa la lipolisi e l’ossidazione degli acidi grassi. La concentrazione ematica di leptina risulta essere massima durante il periodo dell’asciutta e si riduce drasticamente nella prima settimana post partum. Quest’ultimo aspetto sembra essere un meccanismo finalizzato a promuovere un rapido ritorno alla normale assunzione di sostanza secca dopo il parto per mitigare l’equilibrio energetico negativo. L’effetto principale della leptina è quindi di agire sul comportamento alimentare regolando l’assunzione di sostanza secca e sincronizzando l’utilizzo delle fonti energetiche con l’alimentazione.

La resistina è un adipochina prodotta dagli adipociti e dai macrofagi. Nell’uomo e nei roditori ha dimostrato di avere un legame con lo sviluppo di insulinoresistenza e con la conseguente difficoltà di captazione del glucosio da parte delle cellule. Nella bovina da latte la concentrazione plasmatica di resistina raggiunge il suo massimo una settimana dopo il parto e ritorna ai livelli del preparto nell’arco di 6 settimane. E’ inoltre correlata positivamente con i NEFA circolanti e negativamente con la quantità di latte prodotto. La resistina è associata ad un elevato grado di lipolisi e la sua funzione principale prevede una intensa attività di sostegno all’espressione delle lipasi ATGL e HSL.

La proteina 4 legante il retinolo (RBP4) è un carrier per il retinolo. Al pari della resistina interferisce con l’uptake di glucosio da parte degli adipociti ed epatociti attraverso una soppressione del segnale insulinico (insulinoresistenza) e inibisce l’adipogenesi. Nella bovina da latte l’RBP4 diminuisce immediatamente dopo il parto e ritorna ai livelli normali a partire dalla seconda settimana post-parto.

In questo articolo abbiamo descritto i meccanismi principali che sono alla base del processo di regolazione della lipogenesi e lipolisi. L’insieme di questi ultimi due fenomeni compone il processo del rimodellamento del tessuto adiposo attraverso il quale l’organismo accumula e perde i depositi lipidici in risposta alle condizioni ambientali in cui la bovina si trova a vivere. Il rimodellamento del tessuto adiposo sarà oggetto di approfondimento del prossimo articolo.

 

Su questo argomento leggi anche: