La produzione e la secrezione gastriche di ghrelin sono molto sensibili all"equilibrio energetico. L"assunzione di cibo è il principale fattore regolatore dei livelli dell"ormone.Nei roditori, la ghrelinemia aumenta con il digiuno prolungato e diminuisce con la nutrizione o con l"infusione endovenosa o diretta nello stomaco di nutrienti. Il calo postprandiale dei livelli ormonali non si verifica con l"ingestione di acqua o soluzione salina, quindi non sembra dovuto alla distensione gastrica (86; 87). È stato dimostrato che i livelli circolanti di ghrelin sono influenzati a lungo termine dal tipo di macronutrienti presenti nella dieta. Diversi studi hanno evidenziato che la ghrelinemia è bassa in caso di assunzione prolungata di una dieta ad alto contenuto lipidico (88) e che aumenta quando la quantità di carboidrati è incrementata (86). Sánchez et al. hanno analizzato la variazione della produzione di ghrelin nei ratti in relazione al tipo di macronutriente ingerito. L"ingestione di mangime standard (misto di carboidrati, proteine, lipidi, fibre, presenti in percentuali decrescenti) per 20 minuti dopo 14 ore di digiuno provoca una calo dei livelli gastrici di ghrelin mRNA, che diventa significativo 45 minuti dopo il termine del pasto. L"assunzione sia di carboidrati sia di grassi determina una riduzione significa-tiva della trascrizione del mRNA, ma, dopo 45 min, nel primo caso rimane bassa, mentre nel secondo riprende. Questo diverso profilo temporale potrebbe spiegare il maggior senso di sazietà causato dai carboidrati rispetto ai lipidi. Poiché l"ingestione di carboidrati, contrariamente a quella di lipidi, determina un aumento glicemico che permane per i successivi 45 minuti, gli alti livelli di glucosio potrebbero essere responsabili della persistenza dell"inibizione della sintesi di mRNA. La concentrazione plasmatica di ghrelin è significativamente superiore negli animali a digiuno, rispetto a quelli nutriti ad libitum, ma non varia dopo la somministrazione di cibo. Al contrario, i livelli gastrici di ghrelin diminuiscono a digiuno e rimangono costanti anche dopo la nutrizione. Un aumento significativo è stato registrato solo nei ratti messi nuovamente a digiuno per 45 minuti. L"opposto andamento dei livelli di ghrelin plasmatici e gastrici potrebbe risultare dall"aumento della secrezione di ghrelin dallo stomaco e non della sintesi in risposta al digiuno (86).Guo et al. hanno confrontato gli effetti del digiuno prolungato e dell"ingestione di mangime standard, fibre e acqua, soluzione di glucosio al 50% o acqua da sola sui livelli plasmatici di ghrelin nei ratti. La concentrazione dell"ormone dopo 48 ore di digiuno aumenta significativamente rispetto agli esemplari nutriti ad libitum. La ghrelinemia si abbassa significativamente da subito dopo le 2 ore di assunzione del mangime standard e rimane inferiore ai livelli degli animali a digiuno. L"assunzione di fibre o della soluzione glucosata determinano una variazione simile ma di ampiezza leggermente ridotta. Infine, la ghrelinemia non viene alterata dall"ingestione di acqua. Il fatto che un pasto non nutritivo, come quello composto da fibre, determini una riduzione dei livelli plasmatici di ghrelin suggerisce che sia la distensione gastrica sia l"esposizione a nutrienti siano necessarie, sebbene non sufficienti, per la soppressione prandiale. Anche se il mancato effetto dell"assunzione di acqua contraddice questa ipotesi, si deve considerare che il glucosio e le fibre determinano una maggiore e prolungata distensione. I ricercatori hanno, inoltre, analizzato il rapporto ghrelin/obestatina: esso diminuisce con ampiezza e tempismo pari a quelle di ghrelin dopo l"ingestione del pasto standard, ma il rapporto rimane stabile con l"assunzione di acqua, fibre o glucosio. Questa differenza potrebbe spiegare il diverso effetto sulla sazietà esercitato dai diversi macronutrienti o potrebbe essere dovuta dalla discrepanza nell"introito calorico. Infine, è stato osservato che solo la glicemia è un indicatore indipendente dei livelli plasmatici di ghrelin, obestatina e del rapporto ghrelin/obestatina, il che suggerisce che la glicemia possa essere un meccanismo postassorbitivo coinvolto nella regolazione prandiale di ghrelin, obestatina e del loro rapporto (89).La regolazione del rilascio di ghrelin è stata studiata anche nello stomaco isolato di ratto. In queste condizioni sperimentali, l"infusione di aminoacidi misti riduce il rilascio di total ghrelin del 30% rispetto alle condizioni basali, mentre quella di lipidi non determina alcuna variazione. La differenza dell"effetto della somministrazione orale da quella nella circolazione gastrica dei grassi potrebbe essere motivata dal fatto che questi macronutrienti non eserciterebbero un"azione diretta sulle ghrelin-producing cells, bensì attraverso la secrezione di sostanze dalle cellule enteroendocrine, indotta dai lipidi stessi con un meccanismo post-assorbitivo. Tuttavia, è stato anche dimostrato che la colecistochinina (CCK), la cui liberazione è stimolata dai lipidi ingeriti, induce un forte incremento (≈200%) del rilascio di total ghrelin. Inoltre, la mancanza della CCK attenua l"espressione di ghrelin indotta dal digiuno. La relazione tra i due ormoni potrebbe significare che la CCK induce la secrezione di ghrelin affinché promuova la deposizione di grasso da cui essa è stata stimolata (90). Al contrario, altri autori hanno osservato che la somministrazione intragastrica di un secretagogo della secrezione intestinale della CCK determina una diminuzione della ghrelinemia, concludendo che la CCK possa essere responsabile del calo prandiale di ghrelin (91), avvalorando l"ipotesi del meccanismo post-assorbitivo.Per capire l"origine dei segnali gastrointestinali responsabili della regolazione della secrezione di ghrelin, sono stati condotti degli studi al fine di analizzare l"effetto dei macronutrienti sui singoli segmenti tubo digerente. Williams et al. hanno dimostrato che, nel ratto, la sola distensione gastrica o la presenza di cibo nello stomaco non è sufficiente per inibire la secrezione di ghrelin, concludendo che la soppressione della ghrelinemia correlata ai pasti deve essere mediata da un meccanismo a valle, prima o dopo l"assorbimento intestinale (87). A partire da questa considerazione, Overduin et al hanno deciso di studiare l"effetto dell"infusione di glucosio, lipidi e aminoacidi (in quantità isocalorica) direttamente del duodeno e nell"ileo. Essi hanno dimostrato che per tutti e tre i macronutrienti, l"infusione duodenale e digiunale sopprimono allo stesso modo i livelli plasmatici di ghrelin, con ampiezza e timing simili. Tuttavia, analogamente a quanto rilevato negli studi precedentemente descritti, ci sono differenze nelle risposte ai diversi macronutrienti: il nadir di ghrelin è significativamente inferiore nelle infusioni di glucosio e aminoacidi (≈30% del livello basale a digiuno), rispetto a quella di lipidi (≈50%). Similmente, il tempo necessario per far raggiungere il nadir è più breve per glucosio e aminoacidi (≈60 minuti) che per i lipidi (≈133 minuti). Inoltre, il nadir correla inversamente con il picco dei livelli di insulina e glicemia. Poiché i primi due macronutrienti, contrariamente al terzo, stimolano la secrezione di insulina, i ricercatori hanno ipotizzato che questo ormone rivesta un ruolo impor-tante nella regolazione postprandiale di ghrelin. Tuttavia, poiché i livelli di ghrelin rimangono soppressi dopo la normalizzazione dei livelli di glucosio e insulina e i lipidi inibiscono la secrezione senza incrementare detti livelli, è improbabile che l"insulina sia responsabile dell"intera diminuzione prandiale di ghrelin. I risultati dello studio indicano che gli eventuali segnali originanti più a valle del digiuno o gli eventi post-assorbitivi sono sufficienti per mediare la soppressione di ghrelin mediata dai nutrienti (92).Al fine di comprendere l"importanza del passaggio dei macronutrienti nel canale digerente per la soppressione postprandiale, Qader et al. hanno condotto uno studio su topi sottoposti a nutrizione parenterale totale (TPN) per 8 giorni. Contrariamente all"atteso, i livelli sierici e gastrici di ghrelin si riducono rispetto ai controlli a digiuno. Questo risultato indica che i livelli circolanti di ghrelin dipendono dallo stato nutrizionale, piuttosto che dalla presenza di cibo nel tratto gastrointestinale. Inoltre, è stato rilevato che nei topi TPN la ghrelinemia è la metà di quella dei topi nutriti per via orale, probabilmente a causa dell"iperlipidemia determinatasi nei primi. Per questo, è plausibile la concentrazione plasmatica di ghrelin sia influenzata dalla lipemia (93).In un altro studio, è stato dimostrato che, nei ratti a digiuno, anche la somministrazione endovenosa di soluzione di destrosio al 50% e di emulsione di trigliceridi separatamente sono in grado di ridurre i livelli plasmatici di ghrelin a digiuno del 30% e 60% rispettivamente (91). Mc Cowen et al. hanno rilevato che nel clamp euglicemico iperinsulinemico si riduce la concentrazione plasmatica di ghrelin nel ratto. Inoltre, c"è una forte correlazione inversa insulinemia-ghrelinemia e ghrelinemia-velocità di infusione del glucosio (VIG), mentre la correlazione ghrelinemia-acidi grassi liberi è diretta. Gli autori hanno concluso che la VIG e gli acidi grassi, misure della sensibilità all"insulina, sono forti fattori predittivi dei livelli di ghrelin. Infatti, mentre ghrelin raggiunge un plateau ad un range di insulinemia sovrafisiologico, esso diminuisce in risposta all"accelerazione della VIG ed aumenta concordemente alla concentrazione di acidi grassi in modo lineare (94).In conclusione, la riduzione della concentrazione plasmatica di ghrelin nell"animale correla con il bilancio energetico positivo; non è determinata dalla sola distensione gastrica transitoria; si verifica anche in assenza di cibo nel canale digerente; è influenzata in ampiezza e tempistica dal tipo di macronutriente somministrato; è, almeno in parte, dipendente dalla secrezione e dalla sensibilità insulinica; è direttamente proporzionale all"apporto calorico (vedi sotto).Il profilo giornaliero della secrezione di ghrelin non è caratterizzato solo dalla soppressione prandiale, ma anche da un picco preprandiale, che suggerisce un ruolo nell"iniziazione dei pasti. Per capire se questo picco rappresenti una risposta anticipatoria, piuttosto che uno stimolo all"iniziazione dei pasti, Drazen et al. hanno confrontato le variazioni dei livelli di ghrelin in topi con continua disponibilità di cibo (ad libitum-fed) o nutriti in un intervallo di tempo fisso nella giornata (meal-fed). Questi ultimi mostrano una crescita continua della ghrelinemia dall"inizio delle misurazioni a mezz"ora prima del pranzo, rimanendo superiore ai livelli di partenza fino a 15 minuti dopo l"inizio del pasto. Analogamente, negli animali ad libitum-fed la concentrazione plasmatica di ghrelin aumenta significativamente per un"ora e mezza, fino a mezz"ora prima dell"inizio della fase di buio, periodo in cui sono abituati a cibarsi maggiormente, per ritornare ai livelli basali dopo 30 minuti dallo spegnimento delle luci. Inoltre, la loro ghrelinemia in tutte le misurazioni è notevolmente inferiore a quella dei meal-fed rats, anche dopo il rialzo dovuto al digiuno prolungato, presente in entrambi i gruppi. Se ci fosse una corrispondenza diretta tra ghrelin plasmatico e iniziazione dei pasti, il picco sarebbe in corrispondenza del pasto e non precedente. Inoltre, i topi meal-fed mangiano continuamente per 4 ore, nonostante la ghrelinemia si riduca da subito. Per questi motivi, è probabile che l"incremento preprandiale sia una risposta anticipatoria finalizzata a preparare l"organismo all"assunzione, all"assorbimento e alla metabolizzazione del cibo, analogamente a quanto succede per la risposta cefalica dell"insulina (95).L"anticipazione, però, influenza profondamente anche la soppressione postprandiale di ghrelin. Infatti, somministrando ai topi meal-fed una quantità di cibo notevolmente inferiore rispetto a quella da loro attesa, la ghrelinemia postprandiale rimane invariata. Questa osservazione suggerisce che la previsione dell"ingestione di una certa quantità di calorie può influenzare la risposta postprandiale, così come è stato dimostrato che detta soppressione è direttamente proporzionale alle calorie ingerite (95).Recenti studi hanno mostrato che anche l"acilazione di ghrelin per opera della GOAT potrebbe svolgere un ruolo importante nella regolazione dell"ormone (14; 82); tuttavia, i risultati sono discordanti. Kirchner et al hanno osservato che nei topi, dopo 12-36 ore di digiuno, diminuiscono l"espressione del gene di GOAT (Mboat4) e la concentrazione plasmatica di ghrelin non acilato (UAG), mentre la trascrizione del gene di ghrelin (GHRL) e i livelli di ghrelin acilato (AG) circolante non variano significativamente. Poiché GOAT ha due substrati, ghrelin e gli acidi grassi a catena media (MCFA), e l"espressione di GHRL a digiuno è costante, è probabile che Mboat4 sia condizionato negativamente dalla carenza di MCFA. Infatti, è stato precedentemente dimostrato che la somministrazione di MCFA determina un aumento di AG. Inoltre, somministrando una dieta ricca di MCFA, i topi con deficit Mboat4 deleto fanno registrare un peso corporeo significativamente inferiore rispetto ai controlli, a causa della minor massa grassa, prova del fatto che l"attività di ghrelin dipende dalla GOAT. Da questo studio emerge che il sistema GOAT-ghrelin, verosimilmente, agisce come un sensore nutrizionale che utilizza i MCFA, prontamente assorbibili, per segnalare all"encefalo la disponibilità di cibo ad alto contenuto calorico, al fine di ottimizzare la ripartizione dei nutrienti ed i segnali di crescita (14).Gahete et. al, invece, hanno riportato che, nelle prime 24 ore di digiuno, il livelli di AG crescono, mentre, successivamente iniziano a calare, conformemente a quanto osservato in studi in condizioni di digiuno prolungato. La sintesi gastrica di GOAT mRNA fa registrare un picco isolato dopo 24 ore di digiuno. Questo dato potrebbe essere spiegato dal fatto che l"aumento dell"attività dell"enzima è più precoce di quello della sua sintesi. Gli autori hanno concluso che le variazioni dell"espressione di GOAT nello stomaco possono contribuire parzialmente alle modificazioni dei livelli di circolanti di AG a digiuno (82).In conclusione, nonostante lo stato nutrizionale sia il principale fattore regolatore della secrezione di ghrelin, caratteristiche del comportamento alimentare innate o acquisite determinano significative modificazioni nei livelli dell"ormone. Inoltre, si prospetta una partecipazione della GOAT, per il cui chiarimento saranno necessari ulteriori studi volti ad analizzare l"andamento distinto di AG e UAG ed il significato delle variazioni del loro rapporto.Nei ratti, l"aumento del peso corporeo, causato dall"eccessiva alimentazione, determina una diminuzione dei livelli circolanti di ghrelin (96), mentre il dimagrimento, in seguito a restrizione calorica, ne causa un incremento (+20-30% con una perdita del 10% del peso iniziale). Il ripristino del peso iniziale riporta ghrelin ai livelli di partenza (97). Inoltre, è stato notato che in topi con obesità indotta da dieta (DIO) ad alto contenuto lipidico la regolazione nictemerale della secrezione di ghrelin è persa, determinando l"attenuazione o l"assenza del picco preprandiale. Anche la variazione della ghrelinemia in condizioni di digiuno è alterata: infatti, dopo 16 ore di digiuno, non si registrano il caratteristico aumento ed il decremento al pasto successivo è significativo solo dopo 12 ore, mentre nei soggetti magri lo si osserva entro la prima ora. Un significativo incremento è osservato solo dopo digiuno prolungato (48 ore). Per di più, i topi DIO non sono sensibili all"effetto oressigenico di ghrelin. Questa resistenza potrebbe essere causata dagli aumentati livelli di leptina che antagonizza l"effetto del GHS sui neuroni NPY e AgRP. Il passaggio ad una dieta a basso contenuto lipidico ripristina la sensibilità a ghrelin già dopo 3 giorni, grazie alla diminuzione dei lipidi introdotti, ma l"effetto è più pronunciato dopo 2 settimane, grazie al calo ponderale e alla conseguente riduzione dei livelli di leptina (98).Il bendaggio (99) e il bypass Roux-en-Y (RYGB) gastrici prevengono l"aumento della ghrelinemia indotta dal calo ponderale e, addirittura, riducono la concentrazione plasmatica ormonale (100). In particolare, nei modelli murini di RYGB, la perdita di peso postintervento è direttamente correlata all"entità del calo della ghrelinemia; inoltre, gli esemplari con un più cospicuo calo ponderale sono quelli caratterizzati da livelli di ghrelin preoperatori più elevati, cioè quelli con maggior eccedenza ponderale (100). La soppressione della concentrazione circolante di ghrelin causata da questi interventi di chirurgia bariatrica è una plausibile spiegazione della loro efficacia.Yang et al. hanno osservato che, nei topi, la restrizione calorica cronica determina non solo una significativa riduzione del peso e del grasso corporeo, ma anche un"inattesa ipertrofia del fondo e dell"antro gastrico, che si traducono in un aumento della produzione di ghrelin. Ad oggi, la restrizione calorica a lungo termine si è dimostrata essere l"unico intervento efficace nell"allungare la durata della vita in molte specie; poiché questo tipo di dieta promuove la longevità diminuendo l"incidenza di varie malattie infiammatorie correlate alla vecchiaia e alla luce delle proprietà antinfiammatorie di ghrelin, gli autori ipotizzano che questo ormone sia il mediatore di questo effetto benefico (101).