← Articles
Research Note
Study type: Preclinical / mechanisticConclusion type: Mechanistic / hypothesis-generating

Intermittent fasting reduces adiposity independent of hepatic ketogenesis but requires ketogenesis for liver protection in male mice

In a mouse model, intermittent fasting (IF) lowered body weight gain and fat mass in both sexes without needing hepatic ketogenesis. However, the anti‑steatotic and antifibrotic effects of IF were observed only in males and disappeared when hepatic Hmgcs2, the key ketogenesis enzyme, was silenced. Female mice showed little liver benefit and worsened pathology when ketogenesis was inhibited.

Study and findings

The investigators used adult C57BL/6J mice of both sexes and applied a time‑restricted intermittent fasting regimen. Circulating ketone bodies rose in fasting mice, with a larger increase in females, indicating sex‑specific ketone metabolism. Body weight gain and adiposity were reduced by IF in both males and females, and this effect persisted after hepatic Hmgcs2 knock‑down achieved by antisense oligonucleotides, demonstrating that weight‑loss benefits are largely ketogenesis‑independent. Liver histology revealed that IF markedly decreased steatosis and fibrosis in male mice; these hepatic improvements were attenuated when Hmgcs2 expression was suppressed. In contrast, female mice derived minimal hepatic benefit from IF, and Hmgcs2 knock‑down exacerbated steatosis, fibrosis, and inflammatory markers. Single‑cell RNA‑seq identified neutrophils and myofibroblasts as cellular targets of hepatocyte‑derived ketone bodies. IF suppressed neutrophil‑driven inflammatory signaling in an Hmgcs2‑dependent manner, and ketone bodies reduced low‑grade inflammation in cultured neutrophil‑like cells. Human liver co‑expression data from GTEx supported a similar ketogenesis‑inflammation‑fibrosis axis.

Clinical interpretation

The data suggest that the anti‑obesity actions of intermittent fasting operate through mechanisms that do not require hepatic ketone production, which may be relevant for designing weight‑loss protocols that are effective in both sexes. By contrast, the liver‑protective effects of IF appear to depend on ketone body signaling, but this dependency is sex‑specific: male mice benefit from ketogenesis‑mediated suppression of neutrophil inflammation and subsequent fibrosis, whereas females do not. If comparable pathways exist in humans, therapeutic strategies that augment hepatic ketogenesis could enhance IF‑induced liver protection in men, but the same approach might be ineffective or even harmful in women.

Limitations and open questions

The study was performed in a single inbred mouse strain, limiting extrapolation to the genetic diversity of human populations. Only short‑term fasting cycles were examined; long‑term outcomes remain unknown. The antisense approach reduced Hmgcs2 globally in the liver but did not assess potential off‑target effects or compensatory metabolic pathways. Human relevance is inferred from transcriptomic co‑expression, not from interventional data. Future work should test whether pharmacologic or dietary induction of hepatic ketogenesis reproduces the male‑specific liver benefits in other animal models and, ultimately, in clinical trials that stratify participants by sex and baseline ketone metabolism.

Source

Source: PMID 42690152.

Nota di ricerca
Tipo di ricerca: Preclinico / meccanicisticoTipo di conclusione: Meccanicistico / generatore di ipotesi

Il digiuno intermittente riduce l'adiposità indipendentemente dalla chetogenesi epatica, ma richiede la chetogenesi per la protezione epatica nei topi maschi

In un modello murino, il digiuno intermittente (IF) ha ridotto l'aumento di peso corporeo e la massa grassa in entrambi i sessi senza richiedere la chetogenesi epatica. Tuttavia, gli effetti anti‑steatosi e anti‑fibrosi del IF sono stati osservati solo nei maschi e sono scomparsi quando è stata silenziata l'Hmgcs2 epatica, enzima chiave della chetogenesi. Le femmine hanno mostrato scarsi benefici epatici e un peggioramento della patologia quando la chetogenesi è stata inibita.

Studio e risultati

Gli autori hanno utilizzato topi C57BL/6J adulti di entrambi i sessi e hanno applicato un regime di digiuno intermittente a tempo limitato. I corpi chetonici circolanti sono aumentati nei topi a digiuno, con un incremento maggiore nelle femmine, indicando differenze sessuali nel metabolismo dei chetoni. L'aumento di peso corporeo e l'adiposità sono stati ridotti dal digiuno intermittente sia nei maschi sia nelle femmine, e questo effetto è persistito dopo il knock‑down epatico di Hmgcs2 mediante oligonucleotidi antisenso, dimostrando che i benefici sulla perdita di peso sono in gran parte indipendenti dalla chetogenesi. L'analisi istologica del fegato ha mostrato che il digiuno intermittente ha ridotto marcamente steatosi e fibrosi nei topi maschi; tali miglioramenti epatici sono stati attenuati quando l'espressione di Hmgcs2 è stata soppressa. Al contrario, le femmine hanno mostrato benefici epatici minimi dal digiuno intermittente, e il knock‑down di Hmgcs2 ha aggravato steatosi, fibrosi e marcatori infiammatori. L'analisi di trascrittomica a singola cellula ha identificato neutrofili e miofibroblasti come bersagli cellulari dei chetoni prodotti dagli epatociti. Il digiuno intermittente ha inibito la segnalazione infiammatoria guidata dai neutrofili in modo dipendente da Hmgcs2, e i corpi chetonici hanno ridotto l'infiammazione a basso grado in cellule neutrofiliche in coltura. Dati di co‑espressione epatica umana dal progetto GTEx hanno supportato un asse simile chetogenesi‑infiammazione‑fibrosi.

Interpretazione clinica

I risultati suggeriscono che le azioni anti‑obesità del digiuno intermittente operano tramite meccanismi che non richiedono la produzione epatica di chetoni, informazione potenzialmente utile per la progettazione di protocolli di perdita di peso efficaci in entrambi i sessi. Al contrario, gli effetti protettivi sul fegato sembrano dipendere dalla segnalazione dei corpi chetonici, ma questa dipendenza è specifica per il sesso: i topi maschi traggono beneficio dalla soppressione dell'infiammazione neutrofila mediata dai chetoni e dalla conseguente riduzione della fibrosi, mentre le femmine non mostrano lo stesso vantaggio. Se percorsi analoghi esistono negli esseri umani, strategie terapeutiche volte ad aumentare la chetogenesi epatica potrebbero potenziare la protezione epatica indotta dal digiuno intermittente negli uomini, ma lo stesso approccio potrebbe risultare inefficace o addirittura dannoso nelle donne.

Limiti e questioni aperte

Lo studio è stato condotto in un'unica linea murina inbred, limitando l'estensione dei risultati alla diversità genetica delle popolazioni umane. Sono stati valutati solo cicli di digiuno a breve termine; gli esiti a lungo termine rimangono sconosciuti. L'approccio antisenso ha ridotto Hmgcs2 a livello epatico ma non ha valutato possibili effetti fuori bersaglio o vie metaboliche compensatorie. La rilevanza umana è inferita da dati trascrittomici di co‑espressione, non da dati interventistici. Ricerche future dovrebbero verificare se l'induzione farmacologica o dietetica della chetogenesi epatica riproduce i benefici epatici specifici per i maschi in altri modelli animali e, infine, in studi clinici che stratificano i partecipanti per sesso e metabolismo basale dei chetoni.

Fonte

Fonte: PMID 42690152.

PubMed DOI