Influenza dello stato tiroideo e nutrizionale sull'effetto della 3,5-diiodotironina sull'omeostasi lipidica: tessuto specificità, vie di segnalazione e meccanismo molecolare

Uno dei principali obiettivi da raggiungere per combattere l’obesità è l’identificazione di composti in grado di incrementare la spesa energetica e di ridurre l’efficienza metabolica. Numerosi studi hanno evidenziato che 3,5-diiodotironina (T2), un metabolita dell’ormone tiroideo, ha un ruolo importante nell’omeostasi metabolica. La T2 incrementa la velocità metabolica e riduce l’efficienza della trasduzione energetica mitocondriale, attuando dei meccanismi indipendenti dalla trascrizione genica. Tali effetti possono prevenire l’insorgenza dell’obesità. La somministrazione cronica di T2 a ratti alimentati con una dieta iperlipidica, infatti, riduce l’accumulo dei grassi, senza indurre tireotossicosi, suggerendo un possibile utilizzo della T2 come farmaco anti-obesità. Riteniamo, quidni, interessante studiare i meccanismi molecolari che sottendono gli effetti della T2 sui tessuti metabolicamente attivi e valutare se gli stessi effetti possano essere influenzati dallo stato ormonale e nutrizionale dell’animale. Particolare attenzione sarà data alle vie di segnalazione cruciali nel metabolismo degli acidi grassi. Il progetto si focalizzerà su: a) Segnalazione tessuto specifica, mediata dalla T2, coinvolta nella prevenzione dell’accumulo di grassi. b) Meccanismi molecolari alla base degli effetti rapidi della T2 sul metabolismo degli acidi grassi del muscolo scheletrico. c) Meccanismi molecolari attraverso i quali la T2 può rendere inefficiente l’ossidazione di substrati nel muscolo scheletrico. a) Per comprendere i meccanismi attraverso i quali la T2 previene l’accumulo di acidi grassi, verranno effettuati esperimenti di “time course” in cui si valuteranno gli effetti della T2, somministrata contemporaneamente ad un dieta iperlipidica, a partire da 1 ora a finire ad 1 mese di trattamento, e si analizzerà: i) la capacità di ridurre l’accumulo di grassi a livello epatico fin dall’inizio del trattamento, ii) il coinvolgimento della chinasi attivata da AMP (AMPK) negli effetti a breve termine della T2, valutando la fosforilazione di AMPK e il conseguente effetto sull’attività della carnitina palmitoil trasferasi (CPT) e sull’ossidazione degli acidi grassi. Si valuterà inoltre l’andamento temporale della attivazione di AMPK durante tutto il trattamento; iii) la gluconeogenesi epatica; iv) gli effetti del trattamento sul rilascio di acidi grassi dal tessuto adiposo bianco ed i segnali coinvolti v) l’ effetto del trattamento sulla fosforilazione di AMPK nel muscolo scheletrico e l’ossidazione degli acidi grassi. b) Per approfondire i meccanismi mediante i quali la T2 stimola rapidamente il metabolismo degli acidi grassi nel muscolo scheletrico di ratti ipotiroidei, si valuterà la capacità della stessa di influenzare la ridistribuzione cellulare di FAT/CD36. La traslocazione coordinata di FAT/CD36 dai depositi intracellulare verso il sarcolemma e verso i mitocondri, infatti, favorirebbe sia l’importo degli acidi grassi nel tessuto che la loro ossidazione, e potrebbe, quindi, essere coinvolta della rapida up-regolazione del metabolismo lipidico indotto dalla T2. Inoltre, poichè l’attivazione di AMPK può influenzare la traslocazione di FAT/CD36, ne valuteremo il possibile coinvolgimento nell’effetto della T2. c) I meccanismi mediante i quali la T2 rende inefficiente l’ossidazione dei substrati nel muscolo scheletrico, verranno identificati valutando la sua capacità di influenzare le vie metaboliche mitocondriali coinvolte nella dispersione del gradiente elettrochimico protonico non associate alla sintesi di ATP (proton-leak) e l’eventuale coinvolgimento di AMPK nell’attivazione delle suddette vie Inoltre, si analizzerà la capacità della stessa T2 di stimolare l’attività enzimatica della fosfolipasi A2 mitocondriale, la cui attivazione, comporta un incremento dei livelli di acido arachidonico, un acido grasso libero in grado di stimolare molto efficacemente la proton-leak di mitocondri di muscolo scheletrico