L'obesità rappresenta uno dei principali problemi del 21° secolo in quanto contribuisce alla crescente prevalenza di malattie croniche ad essa correlate, tra cui la resistenza all'insulina, il diabete di tipo 2 (Zatterale et al.,2020) e malattie neurodegenerative. Prove crescenti suggeriscono un ruolo critico della sovralimentazione nello sviluppo di tali patologie. In particolare, grassi e zuccheri nella dieta sono stati identificati come fattori di rischio per il sovrappeso e la neuro-degenerazione, soprattutto nella mezza età, che rappresenta una fase precoce del processo di invecchiamento in cui gli animali sono maggiormente preposti a sviluppare insulino-resistenza e danni al fegato (steatopatiti, fibrosi e cirrosi) (Lohr et al.,2016). In più è stato osservato come uno dei fattori che può maggiormente contribuire all'invecchiamento e alterare la funzionalità celebrale è rappresentato dalla dieta ed in particolare dal consumo di diete ad elevato contenuto di grassi e zuccheri (Granholm et al.2008). La disfunzione mitocondriale e lo stress ossidativo contribuiscono all'alterazione celebrare (Papa et al.,2008).
L'obesità è accompagnata da un'infiammazione cronica di basso grado nel tessuto adiposo, considerata un fattore di rischio cruciale per lo sviluppo dell'insulino-resistenza e del diabete di tipo 2 negli individui obesi. I fattori scatenanti dell'infiammazione del tessuto adiposo sono ancora scarsamente definiti. Tuttavia, l'espansione del tessuto adiposo indotta dall'obesità produce segnali intrinseci (ad es. morte degli adipociti, ipossia e stress meccanico) in grado di avviare la risposta infiammatoria (Zatterale et al.,2020). L'aumento del rischio per gli individui obesi di sviluppare malattie cerebrali potrebbe essere dovuto alla capacità del tessuto adiposo di comunicare con il cervello e influire sulla sua funzione. Pertanto, l'analisi di markers specifici, i cui livelli adiposi e / o cerebrali sono influenzati dalla dieta, potrebbe contribuire a svelare l'intersezione tra obesità e neuro- degenerazione. In particolare, le citochine pro-infiammatorie, come il fattore di necrosi tumorale alfa (TNFα), sono implicate nello sviluppo dell'insulina-resistenza neuronale (Lourenco et al.,2013).
Per valutare l'effetto di 4 settimane con una dieta ad alto contenuto di grassi e fruttosio sulla composizione corporea, il bilancio energetico, i marcatori specifici di stress ossidativo, infiammazione e la sensibilità all'insulina nel fegato è stato utilizzato un modello sperimentale costituito da ratti di mezza età (11 mesi). Tali ratti sono stati alimentati con una dieta ricca di acidi grassi saturi e fruttosio (i ratti HFF), imitando la "western diet" e confrontati con ratti della stessa età che sono stati alimentati una dieta di controllo (ratti LF). I ratti HFF hanno mostrato un aumento significativo nell'aumento di peso corporeo, energia e lipidi rispetto ai ratti LF. I ratti HFF hanno mostrato resistenza all'insulina epatica, insieme ad un aumento dei trigliceridi plasmatici, del colesterolo e del fattore di necrosi tumorale alfa. I lipidi epatici, i trigliceridi e il colesterolo erano più elevati nei ratti HFF, mentre in questo tessuto è stata riscontrata una significativa diminuzione dell'attività della stearoil-CoA desaturasi. Nei ratti HFF è stato riscontrato un marcato aumento della quantità di proteine del complesso I della catena respiratoria mitocondriale, concomitante a una diminuzione del suo contributo alla respirazione mitocondriale. La perossidazione lipidica come marcatore dello stress ossidativo, così come l'attività della NADPH ossidasi, erano significativamente più alta nei HFF, mentre l'enzima antiossidante catalasi diminuiva in questi ratti. L'attività della mieloperossidasi e il contenuto di lipocalina sono aumentati, mentre il recettore gamma attivato dal proliferatore dei perossisomi è diminuito nei ratti HFF.
A livello celebrale la funzione mitocondriale è stata analizzata mediante respirometria ad alta risoluzione nelle due aeree maggiormente coinvolte in patologie neurodegenerative: ippocampo e corteccia prefrontale. Sono stati valutati anche i marcatori dell'equilibrio ossidativo, nonché il contenuto proteico della proteina disaccoppiante 2 (UCP2), del coattivatore 1-alfa (PGC-1α) del recettore gamma attivato da proliferatori dei perossisomi e del recettore alfa attivato dai proliferatori dei perossisomi (PPARα). Una diminuzione della quantità dei complessi I e II seguita da un aumento della quantità del complesso IV nell'ippocampo è stato riscontrata in seguito al trattamento dietetico mostrando pertanto una maggiore suscettibilità rispetto alla corteccia. L'alimentazione con una dieta HFF ha indotto una significativa riduzione della quantità di UCP2, PGC1α e PPARα, in entrambe le aree cerebrali.
In fine per studiare la risposta metabolica sia del tessuto adiposo bianco che del cervello in ratti di mezza età alimentati con una tipica dieta occidentale (ricca di grassi saturi e fruttosio, HFF) e verificare se esiste una somiglianza tra i due tessuti. Cito / adipochine specifiche (fattore di necrosi tumorale alfa (TNF-α), adiponectina), marcatori infiammatori critici dell'obesità (aptoglobina, lipocalina) e via di segnalazione dell'insulina (substrato 1 del recettore dell'insulina (IRS), Akt, Erk) sono state valutate sia nel tessuto adiposo bianco dell'epididimo (eWAT), che nell'ippocampo e nella corteccia frontale. E' stato riscontrato un aumento significativo del TNF-α sia nell'e-WAT che nell'ippocampo dei ratti HFF, mentre l'espressione dell'aptoglobina e della lipocalina è stata influenzata in modo diverso nei vari tessuti. È interessante notare che la quantità di adiponectina
è stata trovata significativamente ridotta nell'e-WAT, nell'ippocampo e nella corteccia frontale dei ratti HFF. La segnalazione dell'insulina è stata compromessa dalla dieta HFF nell'e-WAT ma non nel cervello. I risultati ottenuti forniscono la prova che i ratti di mezza età mostrano suscettibilità a una "dieta western" a breve termine, mostrando omeostasi redox alterata, resistenza all'insulina, alterazioni mitocondriali precoci nel fegato, conseguenze marginali della funzionalità celebrale con l'ippocampo maggiormente suscettibile agli insulti metabolici e vengono evidenziate le somiglianze nella risposta tra il tessuto adiposo e il cervello a sottolineare un possibile "crosstalk" tra i due compartimenti
