TERMOGENESI

Letteralmente “produzione di calore”, la termogenesi indica un processo metabolico decisamente interessante. In questo ar;colo, scopriamo che ruolo svolge nel contesto del bilancio energegico e quali sono i modi per attivarla e sfruttarne i benefici in termini di salute.

Il bilancio energetico

La spesa energetica totale di un individuo è determinata da:

• Tasso metabolico basale, ovvero l’energia necessaria per garantire il corretto svolgimento
  delle funzioni vitali dell’organismo.
• Attvità fisica, comprendente il dispendio dovuto all’esercizio fisico volitivo (Exercise
  Actvity Thermogenesis o E.A.T.) sia quello relativo ad attività svolte nel quotidiano
  “involontariamente” (Non Exercise Activity Thermogenesis o N.E.A.T.).
• Termogenesi adattiva che comprende la termogenesi indotta dalla dieta, ovvero il costo
  energetico derivante dall’assorbimento e metabolizzazione dei principi nutritivi e la
  termogenesi in relazione all’ambiente.

Condizioni di bilancio energetico positivo, nelle quali l’assunzione calorica supera il fabbisogno,
provocano nel lungo termine l’insorgenza di problemi come l’obesità. Dieta e attività fisica
rappresentano le armi principali per costruire uno stile di vita sano e monitorare il peso corporeo.
Spesso i comuni approcci basati sulla restrizione calorica mostrano limiti legati alla sostenibilità a lungo termine, se paragonate alle modifiche nello stile di vita (incremento della N.E.A.T.). Tuttavia il corpo subisce di continuo adattamento di natura neuroendocrina, che possono influire negativamente sulla spesa energetica, riducendola. Nasce quindi l’idea di ricercare strategie alternative per gestire questo delicato equilibrio.

Termogenesi

Il processo di termogenesi avviene principalmente nel tessuto muscolare e adiposo, a seguito di precisi stimoli di varia natura (ambientale, endocrina, farmacologica e nutrizionale).

Situazioni come l’esposizione al freddo, ad esempio, costringono l’organismo a cedere energia
all’ambiente. Per contrastare queste perdite ed evitare possibili compromissioni delle funzioni
fisiologiche, il corpo mette in atto veri e propri meccanismi di sopravvivenza.

I muscoli, si contraggono rapidamente in modo involontario, dando luogo alla termogenesi da brivido (Shivering Thermogenesis o S.T.), che comporta la dissipazione di energia sotto forma di calore senza effettivo svolgimento di lavoro miofibrillare.

Il tessuto adiposo viene invece attivamente coinvolto mediante un meccanismo differente noto come termogenesi non da brivido (Non Shivering Thermogenesis o N.S.T.).

Tessuto adiposo bruno (B.A.T.) e beige

Il processo di N.S.T. avviene nel tessuto adiposo bruno (Brown Adipose Tissue o B.A.T.), caratterizzato da gruppi di adipociti all’interno dei quali è riscontrabile una densità notevole di mitocondri.
Scoperto nei topi e successivamente identificato anche nell’uomo, il B.A.T. è situato in zone
particolarmente sensibili agli sbalzi termici dove svolge un ruolo di protezione. Negli ultimi tempi sono state considerate anche le implicazioni come vero e proprio attore nel panorama della salute metabolica.
Di recente, è stata identificata un’ulteriore sottopopolazione cellulare, all’interno dei depositi di
tessuto adiposo bianco. Tali adipociti, denominati beige, originano da adipociti bianchi in seguito ad un processo molecolare molto complesso noto come browning e presentano anch’essi una quantità mitocondriale apprezzabile.

UCP1: la proteina che genera calore

Contrariamente ai classici adipociti bianchi, con funzione di stoccaggio energetico, queste due
tipologie di adipociti sfruttano i mitocondri al loro interno per ossidare acidi grassi e glucosio
piuttosto che immagazzinarli come riserva energetica. Paradossale, eppure.

L’effetto è mediato da una classe di proteine mitocondriali note come UCPs (uncoupling proteins), in particolare la UCP1 o termogenina, che permette che l’energia ottenuta dall’ossidazione dei substrati non venga utilizzata per la produzione di A.T.P., ma trasformata in calore. Questo fenomeno è noto come disaccoppiamento della fosforilazione ossidativa.

Sfruttare la termogenesi: perché?

La possibilità di generare calore e bruciare calorie extra apre le porte ad un nuovo ed innovattivo approccio nell’affrontare situazioni legati all’eccesso energetico. La comprensione dei meccanismi di attivazione della termogenesi rappresenta attualmente una delle sfide più affascinanti per il mondo della ricerca scientifica. Tralasciando l’approccio farmacologico, la letteratura è ricca di ricerche su composti nutrizionali potenzialmente in grado di agire su più fronti del processo: attivare il B.A.T., stimolare il browning o favorire l’espressione e l’attività di UCP1. In poche parole, tutto verte sull’indurre la termogenesi non da brivido e dirottare i nutrienti in eccesso verso l’ossidazione.

Principi attivi utili alla termogenesi

Arancio amaro (Citrus aurantium)

L’arancio amaro contiene la sinefrina, un composto alcaloide strutturalmente simile alla
norepinefrina, adrenalina e soprattutto all’efedrina, in grado di legarsi ai recettori β3 adrenergici facilitando la mobilizzazione dei trigliceridi dalle riserve adipose per la successiva ossidazione.

Peperoncino

La capsaicina e altri capsainoidi presenti all’interno del peperoncino mostrano una spiccata attività nell’incrementare la spesa energetica, attivare il B.A.T. e favorire l’ossidazione. Si ipotizza che tali azioni derivino principalmente dal segnale beta adrenergico, con stimolazione del sistema nervoso simpatico e rilascio di catecolammine.

Caffeina

L’impatto della caffeina sulla spesa energetica è ampiamente indagato: incrementa il tasso
metabolico, il consumo di ossigeno e stimola il rilascio delle riserve lipidiche per la beta ossidazione. Inoltre, agendo come stimolante sul sistema nervoso simpatico, partecipa al rilascio delle catecolamine, che possono agire positivamente sul B.A.T..

Caffè verde

I chicchi del caffè verde contengono l’acido clorogenico, un polifenolo in grado di incrementare
l’uptake di glucosio nel BAT, inducendolo a produrre calore. In aggiunta, sembra agire sulla
funzione mitocondriale incrementando l’espressione di UCP1.

Garcinia Gambogia

Dalla scorza è ottenibile l’acido idrossicitrico, una molecola che ha mostrato una forte azione
limitante il processo di lipogenesi attraverso l’inibizione dell’enzima citrato liasi responsabile della produzione di acetil coenzima A necessario per la sintesi di nuove molecole lipidiche.

Estratto di Melograno

Il melograno contiene la punicalagina, un polifenolo che una volta metabolizzato dalla flora
intestinale viene convertito ad urolitina A. Questa molecola, già indagata nei processi di aging
cellulare, ha mostrato una forte capacità di induzione del B.A.T. e di stimolazione del browning
attraverso l’aumento dei livelli di ormone tiroideo T3, uno dei principali stimoli di differenziamento.

Resveratrolo

Studi di laboratorio evidenziano un’azione sull’asse AMPK-Sirt1-PGC1α, una delle vie molecolari
principali che governano i processi fisiologici del tessuto adiposo bruno. Alla luce di ciò è
verosimile che la molecola possa esercitare una qualche azione nell’indurre un maggior attivazione del processo di termogenesi in questo tessuto.

Amminoacidi Essenziali

Siamo abituati a trattare questi composti in altri contesti, ma la scienza riguardo le potenzialità
degli amminoacidi essenziali non conosce limiti. Studi italiani hanno messo in luce il ruolo di
specifiche miscele amminoacidiche sulla salute metabolica, evidenziando un coinvolgimento
nell’indurre biogenesi mitocondriale ed attivare la termogenesi nel BAT, limitando fortemente
l’aumento di peso corporeo e migliorando nel contempo numerosi parametri metabolici.

Conclusioni

Complessivamente, sebbene riferite per la maggioranza ad un contesto di laboratorio, le evidenze pongono basi solide per una futura applicazione di questi composti per molteplici situazioni, dalla formulazione di prodotti dal potere termogenico efficacie al trattamento vero e proprio di disturbi metabolici, come obesità e diabete.

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