L’esposizione a lungo termine dei topi al particolato compromette il loro metabolismo sano. Questo perché gli inquinanti atmosferici fini disturbano la normale funzione del tessuto adiposo bruno, che può portare all’insulino-resistenza e alle malattie metaboliche. Come dimostra un nuovo studio dell’UZH, i responsabili sono i complessi cambiamenti nella regolazione genica.
È sempre più evidente che l’inquinamento atmosferico non solo è dannoso per i polmoni e il cuore, ma svolge anche un ruolo importante nello sviluppo di disturbi metabolici come l’insulino-resistenza e il diabete di tipo 2. Un nuovo studio condotto da Francesco Paneni, professore presso il Centro di Cardiologia Traslazionale e Sperimentale dell’Università di Zurigo (UZH) e dell’Ospedale Universitario di Zurigo (USZ), e da Sanjay Rajagopalan, professore presso la Case Western Reserve University di Cleveland, ha fatto luce su questi collegamenti.
I ricercatori hanno studiato come l’esposizione a lungo termine agli inquinanti atmosferici fini influisca sulla regolazione degli zuccheri nel sangue e sul metabolismo sano. Si sono concentrati su un tipo specifico di inquinamento noto come PM2,5. Queste minuscole particelle sospese nell’aria sono più piccole di 2,5 micrometri e possono essere inalate in profondità nei polmoni. I topi di laboratorio sono stati esposti ad aria filtrata o ad aria contenente PM2,5 concentrato per sei ore al giorno, cinque giorni alla settimana, per un periodo di 24 settimane. L’impostazione sperimentale mirava a simulare il più realisticamente possibile l’esposizione cronica degli esseri umani nelle aree urbane.
L’attenzione era rivolta al tessuto adiposo bruno, che aiuta il corpo a generare calore e a bruciare calorie. Svolge un ruolo chiave nel bilancio energetico e nel metabolismo degli zuccheri. Dopo circa cinque mesi, i topi che avevano inalato PM2,5 mostravano segni di un metabolismo disturbato, come un’alterata sensibilità all’insulina. Inoltre, la funzione del tessuto adiposo bruno è cambiata in modo significativo. in particolare, l’attività di importanti geni che regolano la capacità di produrre calore, elaborare i grassi e far fronte allo stress ossidativo è stata interrotta. Questi cambiamenti sono stati accompagnati da un aumento dell’accumulo di grasso e da segni di danno tissutale e proliferazione patologica del tessuto connettivo", spiega Paneni.
Il team di ricerca ha poi analizzato i meccanismi sottostanti. Hanno scoperto che l’inquinamento atmosferico innesca cambiamenti significativi nella regolazione del DNA nelle cellule di grasso bruno. Da un lato, i geni che controllano il metabolismo dei grassi mostrano modelli alterati nei marcatori chimici, chiamati gruppi metilici. Dall’altro, l’accessibilità di alcuni geni è stata alterata, portando alla loro attivazione o disattivazione - un processo noto come rimodellamento della cromatina. I cambiamenti epigenetici influenzano il funzionamento delle cellule regolando l’attività dei geni senza modificare il codice genetico stesso.
Due enzimi sono stati identificati come attori chiave di questo processo: HDAC9 e KDM2B. Essi sono coinvolti nella modifica degli istoni, le proteine attorno alle quali si avvolge il DNA. Nei topi esposti agli inquinanti atmosferici, i due enzimi si legano a specifiche regioni del DNA nelle cellule di grasso bruno. Questo riduce i marcatori chimici che normalmente promuovono l’attività dei geni. quando abbiamo soppresso sperimentalmente i due enzimi, la funzione del tessuto adiposo bruno è migliorata. Quando abbiamo aumentato la loro attività, il normale metabolismo dei grassi ha continuato a diminuire", spiega Paneni.
Lo studio dimostra che l’esposizione a lungo termine al particolato altera la normale funzione del tessuto adiposo bruno e può quindi compromettere la salute metabolica. Ciò avviene attraverso complessi cambiamenti nella regolazione genica, controllati da meccanismi epigenetici. "I nostri risultati aiutano a spiegare come gli inquinanti ambientali come il PM2,5 contribuiscano allo sviluppo dell’insulino-resistenza e delle malattie metaboliche. E indicano nuovi possibili approcci per la prevenzione o il trattamento", afferma Francesco Paneni.
Letteratura
Rengasamy Palanivel, Jean-Eudes Dazard et al. L’inquinamento atmosferico modula la funzione del tessuto adiposo bruno attraverso la regolazione epigenetica di HDAC9 e KDM2B. JCI Insight. 23 settembre 2025. DOI: https://doi.org/10.1172/jci.insight.187023
