Genetica - Nutrizione

Genetica ed
Epigenetica
del
Comportamento
Alimentare
Augusto Innocenti
Dottore in Biologia
Perfezionamento in Biochimica e Biologia Molecolare
Phd in Neurobiologia e Neurofisiologia
L’obesità
obesità è una malattia a eziologia
multifattoriale: genetica, comportamentale e
ambientale.
Fino a poco tempo fa si pensava che il
contributo genetico fosse dovuto a mutazioni
multigeniche e a polimorfismi che rendono
l’individuo più
più predisposto all’
all’obesità
obesità.
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Recentemente si sono però aperti nuovi
orizzonti con lo studio della regolazione
epigenetica dell’
dell’espressione dei geni che
contribuiscono allo sviluppo dell’
dell’obesità
obesità.
L’epigenetica è definita come lo studio delle
modificazioni ereditabili nell’
nell’espressione dei
geni che si verificano senza cambiamenti della
sequenza del DNA.
Questi mutamenti includono la metilazione del
DNA, le modificazioni covalenti degli istoni
(proteine strutturali che interagiscono con il
DNA formando il nucleosoma),
nucleosoma), processi di
rimodellamento
della
cromatina
e
attaccamento della cromatina alla matrice
nucleare.
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La presenza di un ambiente sfavorevole durante
il periodo perinatale o l’l’allattamento è associato
allo sviluppo di obesità
obesità nel nascituro.
DURHAM, N.C. –
Se un topo mamma toglie il latte al piccolo
provoca dei cambiamenti cerebrali che
menomano la sua risposta allo stress da adulto.
I deficit alimentari di una donna incinta
aumentano nei figli il rischio di diabete, infarto e
malattie cardiache nella vita adulta dei nascituri.
Ciò suggerisce che la nutrizione della madre
durante la gravidanza o lo stile di vita durante
l’allattamento
possano
alterare
la
programmazione del feto e del neonato
attraverso meccanismi epigenetici.
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È ancora invece dibattuto il ruolo
dell’
dell’alimentazione nell'età
nell'età adulta nella
modificazione epigenetica e la possibile
trasmissione di questi cambiamenti
attraverso i gameti.
Negli ultimi anni, sono stati riportati diversi
esempi di cambiamenti dinamici della modalità
modalità di
metilazione
del
DNA
dovuti
a
restrizione/integrazione di sostanze nutritive.
Alcuni sono stati osservati durante il periodo
perinatale: la restrizione calorica materna è stata
correlata a un aumento di metilazione di alcuni
geni come il gene Hras.
Hras.
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Negli ovini la restrizione di nutrienti (ricchi in
gruppo di metile) come le vitamine del
complesso B (cobalamina
(cobalamina e folati)
folati) o di
aminoacidi (metionina
(metionina)) ha portato alla
metilazione del DNA nell'ovocita preovulatorio.
preovulatorio.
Nei topi una dieta carente di acido folico
durante il periodo postpost-svezzamento ha
aumentato significativamente la metilazione del
DNA nelle cellule epatiche e tale situazione
persiste anche in età
età adulta.
Più
Più specificamente in relazione con l’l’obesità
obesità,
l'esposizione uterina o neonatale a sostanze
che provocano un’
un’ipoipo-metilazione del DNA
(es. bisfenolo A) è stata associata a un peso
corporeo più
più elevato, sebbene nei ratti tale
effetto sia stato contrastato con una dieta ricca
di acido folico o genisteina (donatori di
metile).
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La genisteina ha indotto ipermetilazione dei
geni specifici (es. gene agouti),
agouti), diminuendo la
sua espressione e tutelando in tale modo la
prole dall'obesità
dall'obesità. In effetti, la trasmissione
transgenerazionale del incremento del peso
corporeo è stata impedita da supplementi
dietetici che inducono la metilazione.
In questo senso, nei roditori l'integrazione
alimentare materna sopra i livello fisiologici
(superiore al fabbisogno) del gruppo metile
(acido folico, cobalamina,
cobalamina, colina e betaina), e una
dieta a basso contenuto di proteine durante la
gravidanza modifica la metilazione del DNA di
alcuni geni chiave del metabolismo (agouti
(agouti,,
recettore dei glucocorticoidi e dei perossisomi
proliferatorproliferator-activated receptorreceptor-alfa).
alfa).
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Tutti questi dati suggeriscono che alcuni geni
epiobesiogenici,
epiobesiogenici, sotto la regolazione epigenetica
influenzata dalle abitudini alimentari nella madre,
possano giocare un ruolo importante
nell'eziologia e nello sviluppo dell'obesità
dell'obesità.
Lo studio dei fattori dietetici che influenzano le
modificazioni epigenetiche e che favoriscono lo
sviluppo
di
obesità
potrebbe
favorire
obesità
l’identificazione precoce degli individui con profili di
metilazione di geni specifici che aumentano la
suscettibilità
suscettibilità a sviluppare malattie metaboliche e
l’obesità
obesità e di conseguenza favorire lo sviluppo di
efficaci programmi di prevenzione e di monitoraggio
della loro evoluzione. Inoltre, potrebbe introdurre
un uso efficace e individualizzato dell’
dell’integrazione
alimentare come mezzo per contrastare i profili
epigenomici che favoriscono lo sviluppo
dell’
dell’obesità
obesità.
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