Il fumo di sigaretta, praticato da oltre un miliardo di persone in tutto il mondo, è considerato una delle principali cause di malattia, causando oltre sei milioni di morti ogni anno. Molte persone non smettono di fumare, nonostante abbiano espresso il desiderio di farlo, perché sono preoccupate per il notevole aumento di peso che spesso accompagna la cessazione del fumo. La causa di questo aumento di peso non è chiara, poiché gli studi suggeriscono che la maggior parte delle persone mangia di meno dopo aver smesso di fumare.
I ricercatori del Weizmann Institute of Science in uno studio pubblicato nella rivista Nature, riferiscono di aver scoperto che l’obesità che si sviluppa nei topi dopo la “cessazione del fumo”, può essere guidata dai composti che modulano il peso rilasciati dai loro microbi intestinali.
Eran Elinav del dipartimento di immunologia del Weizmann Institute of Science, ha guidato il team di ricerca, ha affermato:
«I nostri risultati esemplificano come l’ospite e il microbioma agiscono come partner nella regolazione del peso e del metabolismo. I composti che abbiamo identificato possono portare a nuovi trattamenti che aiuteranno le persone a evitare l’aumento di peso quando smettono di fumare. Inoltre, questi composti possono essere ulteriormente sviluppati in terapie per combattere l’obesità anche tra i non fumatori».
I ricercatori hanno scoperto che i topi che erano regolarmente esposti al fumo di sigaretta non aumentavano di peso, nonostante consumassero una dieta ricca di grassi e zuccheri, mentre quando l’esposizione al fumo si interrompeva, i topi aumentavano rapidamente di peso, come spesso accade agli esseri umani che smettono di fumare, ma quando ai topi sono stati somministrati antibiotici ad ampio spettro che hanno impoverito il loro microbioma, hanno guadagnato molto meno peso dopo aver subito la “cessazione del fumo”, rimanendo magri per mesi indipendentemente dalla loro dieta. Evidentemente, i composti correlati al fumo come la nicotina, nell’intestino dei topi “fumatori” sono penetrati dal flusso sanguigno, alterando così la composizione batterica dell’intestino e, di conseguenza, il metabolismo del corpo.
I ricercatori per confermare che i microbi intestinali erano effettivamente i principali regolatori dell’aumento di peso nei topi che avevano smesso di fumare, hanno raccolto microbiomi da topi che avevano smesso di fumare, e li hanno trasferiti in topi privi di germi che non erano mai stati esposti al fumo di sigaretta. I topi riceventi hanno sviluppato squilibri microbici simili a quelli osservati nei topi “fumatori” e hanno gradualmente guadagnato peso, un fenomeno che è stato maggiore nei topi trapiantati con microbiomi raccolti durante il periodo di cessazione del fumo. Si è verificato un aumento di peso significativamente inferiore quando i topi “fumatori” del donatore sono stati trattati con antibiotici prima dei trapianti.
I ricercatori successivamente quando gli ospiti sono stati esposti al fumo di sigaretta, hanno caratterizzato le migliaia di metaboliti, potenzialmente bioattivi, generati o alterati dal microbioma. Hanno identificato due piccole molecole che potrebbero spiegare le conseguenze metaboliche della cessazione del fumo.
La prima era la Dimetilglicina, o DMG, un metabolita generato dalla nutriente alimentare colina dal microbioma intestinale e dal fegato. La produzione di DMG è stata migliorata durante l’esposizione attiva al fumo di sigaretta, ma è stata sostanzialmente ridotta quando il microbioma intestinale dei topi “fumatori” è stato esaurito dagli antibiotici: quando a questi topi trattati con antibiotici (che sono impoveriti di DMG) è stato somministrato un integratore di DMG, la loro capacità di aumentare di peso è tornata appena non sono stati più esposti al fumo di sigaretta, apparentemente perché il composto ha aumentato quello che è noto come “raccolta di energia”, la quantità di energia derivata dal cibo che viene assorbita dal corpo. I topi quando sono stati nutriti con una dieta carente di colina, cioè privi di precursori necessari per la produzione di DMG, non sono riusciti ad aumentare di peso dopo “la cessazione del fumo”.
La seconda molecola metabolita bioattiva, l’Acetilglicina, o ACG, ha seguito uno schema speculare a quello del DMG: i suoi livelli si sono ridotti durante l’esposizione attiva al fumo, e dopo l’interruzione dell’esposizione, sono aumentati dopo il trattamento antibiotico. I topi “ex fumatori” (che normalmente presentano bassi livelli di ACG) quando hanno ricevuto un integratore di ACG, non sono riusciti ad aumentare di peso “smettendo di fumare”, suggerendo che l’ACG ha agito in questo contesto come un metabolita per la riduzione del peso.
I ricercatori inoltre hanno dimostrato che le due molecole erano in grado di modificare il peso anche in un ambiente di non fumatori. La somministrazione di DMG a topi “non fumatori” ha comportato un modesto aumento di peso, mentre l’integrazione di ACG ha indotto una significativa perdita di peso nei topi obesi non fumatori, insieme a un miglioramento di molti altri parametri metabolici. L’analisi genomica del tessuto adiposo del topo ha suggerito che DMG e ACG hanno prodotto effetti opposti: uno attivando un programma genetico correlato all’obesità, l’altro, un programma relativo alla perdita di peso. Sono necessari ulteriori studi per chiarire i meccanismi con cui queste molecole influenzano il metabolismo dei mammiferi.
I ricercatori nello studio hanno valutato i microbiomi di 96 fumatori e non fumatori. Hanno trovato marcate alterazioni nel microbioma dei fumatori, nonché cambiamenti nei metaboliti microbici simili a quelli riscontrati nei “fumatori” di topo, inclusi livelli aumentati di DMG e dei suoi prodotti intermedi. Ulteriori studi dovranno indagare se questi o altri metaboliti, prodotti dal microbioma influenzato dal fumo, contribuiscono all’aumento di peso dopo la cessazione del fumo negli esseri umani.
Eran Elinav in conclusione ha detto:
«Il profondo impatto che i nostri inquilini microbici hanno sul nostro corpo non smette mai di stupirci. I nostri risultati gettano nuova luce su come il microbioma interagisce con il corpo umano nella regolazione del nostro peso e del metabolismo, in modi che possono essere sfruttati terapeuticamente».
