(Ipertensione-immagine Credit Public Domain).
L’ipertensione è una comorbidità diffusa dei pazienti con obesità che aumenta notevolmente il rischio di mortalità e disabilità. Negli ultimi anni, i ricercatori hanno scoperto che una dieta ipercalorica aumenta la densità dei vasi sanguigni (ipervascolarizzazione) nell’ipotalamo, un’importante area di “controllo alimentare” nel nostro cervello. I ricercatori hanno ipotizzato che livelli ormonali elevati di leptina siano associati a un rischio più elevato di sviluppare ipertensione. Tuttavia, i meccanismi esatti che contribuiscono alla crescita condensata dei vasi sanguigni nell’ipotalamo erano sconosciuti.
Le patologie dei sistemi micro e macrovascolare sono un segno distintivo della sindrome metabolica, che può portare a una pressione sanguigna cronicamente elevata. Tuttavia, i meccanismi patogenetici coinvolti devono ancora essere chiariti. In questo studio, i ricercatori segnalano che un aumento associato all’obesità della leptina sierica innesca l’espansione selezionata della micro-angioarchitettura nei centri cerebrali pre-autonomi che regolano l’omeostasi emodinamica. Utilizzando una serie di modelli di perdita e guadagno di funzione specifici per cellula e regione, mostrano che questo processo fisiopatologico dipende dalla segnalazione del fattore 1α-inducibile dall’ipossia astrogliale ipotalamico del fattore di crescita endoteliale vascolare (HIF1α-VEGF) a valle della senalazione della leptina. È importante sottolineare che diversi modelli distinti di interruzione della via HIF1α-VEGF negli astrociti sono protetti non solo dall’angiopatia ipotalamica indotta dall’obesità, ma anche dall’iperattività simpatica o dall’ipertensione arteriosa. Questi risultati suggeriscono che l’iperleptinemia promuove l’ipertensione indotta dall’obesità attraverso una cascata di segnalazione HIF1α-VEGF negli astrociti ipotalamici, stabilendo un nuovo legame meccanicistico che collega la microangioarchitettura ipotalamica con il controllo sulla pressione sanguigna sistemica.
Astratto grafico
Credito Helmholtz Zentrum München
La nuova ricerca condotta dal gruppo di ricerca di Cristina García-Cáceres presso l’Helmholtz Zentrum München ha ora rivelato che i topi obesi non aumentano il numero di vasi sanguigni nell’ipotalamo quando mancano dell’ormone leptina, che è prodotta dal tessuto adiposo ed è coinvolta nel controllo della fame e della sazietà e svolge un ruolo importante nella regolazione del metabolismo dei grassi nell’uomo e nei mammiferi.
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Una volta che i ricercatori hanno aumentato l’ormone leptina in questi topi, alcune cellule cerebrali, gli astrociti, hanno potenziato la produzione di uno specifico fattore di crescita. Questo fattore di crescita, a sua volta, ha promosso la crescita dei vasi. Il risultato è stato un aumento del numero di vasi nell’ipotalamo (e in nessun’altra regione del cervello). Gli scienziati hanno così dimostrato che la leptina è principalmente responsabile dell’aumento della concentrazione dei vasi nell’ipotalamo e che questo processo è mediato dagli astrociti.
“Forniamo un cambiamento di paradigma nella nostra comprensione di come l’ipotalamo controlla la pressione sanguigna nell’obesità”, spiega il primo autore dello studio, Tim Gruber. “Mentre la ricerca precedente si è concentrata principalmente sui neuroni, la nostra ricerca evidenzia il nuovo ruolo degli astrociti, storicamente ritenuti meno rilevanti dei neuroni, nel controllo della pressione sanguigna”.
Spiegano gli autori:
“Sia le complicanze macro che microvascolari sono comorbilità dell’obesità e la disfunzione vascolare è considerata un fattore primario nell’aumento del rischio di mortalità e disabilità associate all’obesità. Mentre l’obesità porta spesso a danni dei macrovasi sotto forma di aterosclerosi e ipertensione arteriosa, anche il compartimento microvascolare è frequentemente patologicamente ristrutturato. È importante sottolineare che l’ipertensione macrovascolare è ampiamente considerata sia per precedere che per contribuire funzionalmente allo sviluppo del rimodellamento microvascolare inducendo un aumento della pressione capillare. Come ampiamente documentato per quanto riguarda la retina, il rene e i nervi periferici, l’instabilità microvascolare e la neovascolarizzazione conferiscono la principale minaccia di insufficienza progressiva d’organo e rischio di disabilità nel diabete e nell’obesità. Il rimodellamento microvascolare, tuttavia, non è limitato esclusivamente ai tessuti periferici e può verificarsi all’interno del cervello. Ad esempio, il consumo di una dieta ipercalorica induce un peculiare rimodellamento del microcircolo ipotalamico che è osservabile sia nel topo che nell’uomo. Incuriositi da questa osservazione, ci siamo chiesti se l’ipervascolarizzazione ipotalamica nell’obesità indotta dalla dieta (DIO) sia un prerequisito per lo sviluppo dell’ipertensione arteriosa. Abbiamo anche esplorato il coinvolgimento degli astrociti, poiché queste cellule sono un tipo di cellula integrale dell’unità neurovascolare, che forma contatti fisici diretti con i vasi sanguigni cerebrali attraverso le loro estremità perivascolari . Poiché gli astrociti occupano una posizione così privilegiata all’interno del parenchima cerebrale, abbiamo ipotizzato che si trovino in una posizione ideale per monitorare lo stato metabolico dell’organismo e, a loro volta, rimodellare omeostaticamente e patologicamente i letti vascolari locali. Gli astrociti contribuiscono in modo critico alla formazione e al mantenimento della barriera emato-encefalica (BBB) sia attraverso il contatto fisico che rilasciando una serie di fattori solubili. L’interfaccia gliovascolare ha quindi attirato un notevole interesse verso le farmacoterapie basate sul cervello e si stanno facendo molti sforzi per capire come gli astrociti modulano la funzione della BBB e, più specificamente, se gli astrociti possono controllare l’accesso selettivo di alcuni fattori circolanti nel cervello. Coerentemente con questo ruolo, i nostri studi precedenti hanno dimostrato che gli astrociti regolano l’accessibilità dei fattori circolanti (lipidi, glucosio e ormoni) all’interno del cervello e, a loro volta, cooperano con i neuroni nella regolazione dell’alimentazione e del metabolismo sistemico del glucosio“.
Guardando al futuro, secondo la leader dello studio Cristina García-Cáceres, rimane una domanda importante: come comunicano esattamente gli astrociti con i neuroni? “Abbiamo iniziato a rispondere a questa domanda utilizzando l’imaging in vivo in tempo reale della funzione del circuito astrociti-neuroni nell’ipotalamo“, riferisce la ricercatrice.
Fonte:Cell Metabolism
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