Nutrizione e sviluppo del cervello nel b[...]

Il sapere che da sapore e benessere
Nutrienti e sviluppo del cervello
durante la gestazione e i primi tre anni di vita
Dott.ssa Lia Rossi Prosperi
MangiaeGioca
23 Giugno 2015
Villa Montepaldi, San Casciano in Val di Pesa
www.mangiaegioca.com
[email protected]
PIRAMIDE DEL CERVELLO
Fluidità di
membrana,
Disponibilità di ATP e
precursori dei
neurotrasmettitori
Disponibilità adeguata e costante
dei nutrienti essenziali
Efficienza della
circolazione cerebrale
Integrità organi digestivi
(masticazione, digestione, assorbimento)
Equilibrio nutrizionale e adeguato apporto idrico
Evitare sostanze tossiche
Gestazione e allattamento
Stato di eunutrizione nella futura gestante
Peculiarità del cervello durante la
gestazione
1. Durante la gestazione il
cervello è l’organo più
sottoposto ad evoluzione
strutturale e fisiologica.
2. Il patrimonio neuronale
al momento della nascita è
parzialmente modificabile
nel corso della vita.
Come la nutrizione può modificare
lo sviluppo del cervello?
1. Stato di eunutrizione
della gestante e BMI
2. Nutrizione gestante
Stato di eunutrizione della gestante
e BMI (1)
• Stato di eunutrizione in relazione a:
- acido folico, una carenza nel sangue materno porta a
mancata chiusura del tubo neurale, quella parte del feto
che si sviluppa per formare il cervello, la scatola cranica e
la spina dorsale.
Stato di eunutrizione della gestante
e BMI (2)
•Stato di eunutrizione in relazione a:
-iodio, nella futura gestante la iodemia deve essere
nel range di normalità.
Ipoiodemia nella gestante porta danni irreversibili
al cervello e ritardo mentale permanente.
Lievi carenze di iodio, se non trattate possono
condurre a deficit intellettivi minori.
Stato di eunutrizione della gestante
e BMI (3)
• BMI peso (kg)/altezza (m2)
Dott.ssa Dina Bianchi Tufts Medical Centre di
Boston, ha messo in evidenza come
l’espressione genica relativa allo sviluppo del
cervello è
condizionata dall’obesità della
gestante.
Gestazione e sviluppo cervello
Alimentazione adeguata sotto il profilo calorico e
nutrizionale è in relazione allo sviluppo della
placenta.
Lo sviluppo placenta è in relazione a sviluppo cervello
Analogia tra barriera placentare e emato-encefalica,
la placentare è meno selettiva per garantire
costante flusso di ossigeno e nutrienti.
Blastocisti
Ampliamento parte anteriore placca
neurale
Parziale fusione della doccia neurale
Chiusura del tubo neurale, romboencefalo,
mesencefalo, proencefalo, formazione dei
gangli del V, VII, VIII, X nervo
Incisura dorsale del ponte, lamina basale,
neuroipofisi
Periodi critici gravidanza
• Primo periodo: 15°-20° settimana di
gravidanza, si ha moltiplicazione esplosiva di
neuroni. 10 miliardi e migrazione per
formazione di diverse aree del cervello
Sporgenza del cervelletto, inizio del
processo di mielinizzazione
• Secondo periodo: 25° settimana- 2° anno di vita
moltiplicazione delle cellule delle glia, aumento del
numero dei neuroni, mielinizzazione e sinaptogenesi.
Secondo periodo: 25° settimana- 2° anno di vita
Organizzazione strati della corteccia
cerebrale.
Scissure e circonvoluzioni cerebrali
Mielinizzazione delle fibre dell’encefalo
Organizzazione assonale, inizio attività
cerebro- corticale e coordinazione
motoria.
Mielinizzazione dura fino a 2-3 anni
Nutrizione e 1° periodo critico
Moltiplicazione esplosiva 10 miliardi di neuroni
Amminoacidi essenziali Acidi grassi polinsaturi
Proteine ad alto valore
biologico (carne, pesce, latte,
formaggi)
acido linoleico e
acido linolenico
(olio e.v.o., pesce,
frutta secca)
Vitamine e oligoelementi (Vitamine idrosolubili e
liposolubili, macro e microelementi)
Effetti di carenze energetiche e
nutrizionali
1. Diminuzione del numero di neuroni specifici,
2. Mancata formazione dei neuroni ausiliari
vicarianti,
3. Interventi nutrizionali successivi non possono
compensare la mancata formazione di neuroni.
La carenza proteica causa la proliferazione di un
minor numero di neuroni, anche del 10% e un
minor contenuto proteico nella cellula neuronale.
Nella prima settimana di gravidanza il cervello
cresce più velocemente del resto del corpo!
peso totale
% rispetto al peso
corporeo
12 settimana
0,75 gr
0,14%
14 settimana
4,8 gr
1,99%
16 settimana
6,8 gr
3%
Rapporto tra sviluppo del cervello e
del corpo
Sviluppo del cervello
Neonato
350 gr
6 mesi
750 gr (incr. 214%)
1 anno
970 gr (incr. 129%)
2 anni
1150 gr (incr. 119%)
3 anni
1200 gr (incr. 104%)
6 anni
1250 gr (incr. 104%)
9 anni
1300 gr (incr. 104%)
12 anni
1350 gr (incr. 104%)
20 anni
1400 gr (incr. 104%)
Intake di nutrienti e sviluppo
del cervello in gravidanza
Acido folico (1)
Fabbisogno: 200 mcg in gravidanza
momento del concepimento
400 mcg al
• La carenza riduce la sintesi di acidi nucleici e
incide negativamente sulla moltiplicazione
cellulare e sulla sintesi di proteine.
Acido folico (2)
• La concentrazione di folati nel plasma della
gestante si correla con lo sviluppo fetale.
• Il momento critico della riduzione dei folati
plasmatici si colloca alla 16 settimana e
corrisponde al
1° periodo critico per
la moltiplicazione dei
neuroni.
Check list dell’acido folico
Ortaggi, carne
di manzo,
frattaglie,
funghi e
lievito.
≃ 600 mcg
Un alimentazione standard riesce a coprire a mala
pena il fabbisogno di acido folico.
La maggior parte è distrutta dalla cottura.
Alimentazione non è in grado di far fronte alle maggiori richieste di
gravidanza.
Uso della pillola anticoncezionale diminuisce
l’assorbimento di acido folico contenuto negli alimenti.
Check list dell’acido folico (2)
Acido folico deve subire una
trasformazione a livello intestinale per
essere assorbito.
Negli alimenti è presente in forma
coniugata legato a residui di acido
glutammico: folati poliglutamati.
Questi però non attraversano la
membrana cellulare e non sono
assorbiti nell’intestino, se non
dopo la loro deconiugazione in forma monoglutammica.
Check list dell’acido folico (3)
Nei tessuti viene ridotto a acido tetraidrofolico THF, il precursore delle
forme coenzimatiche dell’acido folico.
Moltiplicazione cellule cerebrali.
2° periodo critico (1)
1. Formazione di mielina da parte della
cellula delle glia.
Composizione: 21,3% proteine - 78,7% lipidi
La mielina riveste come una guaina le fibre nervose e
permette la trasmissione dell’impulso nervoso
2. Sviluppo delle arborizzazioni.
2° periodo critico (2)
3. Moltiplicazione degli astrociti.
4. Formazione delle sinapsi.
2° periodo critico: neurobiologia
• Aumentata richiesta acidi grassi polinsaturi a lunga
catena, per la formazione di acido arachidonico
e acido docosaesainoco ,
• Aumentato passaggio da placenta a feto di DHA e AA,
• Nell’ultimo trimestre il cervello del feto acquisisce 21
mg di DHA alla settimana.
Minerali e sviluppo del cervello
Zinco
Fabbisogno in gravidanza 7mg
Allattamento 12 mg
Neurobiologia dello zinco:
• Catalizzatore di metallo enzimi nella sintesi proteica
e nel metabolismo dei neurotrasmettitori
• Previene perossidazione lipidica e riduce la
perossidazione dei radicali liberi
• Sintesi e utilizzo degli acidi grassi polinsaturi.
Minerali e sviluppo del cervello
Deficit di zinco e patologie cerebrali
•
•
•
•
Malformazioni fetali del SNC
Sviluppi intellettuali ritardati
Riduzione sintesi dna RNA
e proteine
Minerali e sviluppo del cervello
Magnesio
Fabbisogno in gravidanza 450 mg
• Mantiene l’equilibrio
elettrochimico delle membrane,
• Metabolismo dell’adrenalina,
noradrenalina e serotonina.
Minerali e sviluppo del cervello
Manganese
Funzione:
• Sintesi di mucopolisaccaridi,
• Struttura della
superossido dismutasi,
Manganese
Deficit:
• Atassia congenita irreversibile per mancanza di
otoliti,
• Ridotta sintesi di
mucopolisaccaridi,
• Per diminuita presenza di
enzimi manganese
dipendente, tendenza a
sviluppare convulsioni
Minerali e sviluppo del cervello
Iodio
Fabbisogno 175 mcg
Carenza
• Influisce sullo sviluppo del feto, gli effetti aumentano in relazione
alla carenza,
• Deficienza mentale, sordomutismo, displegia spastica, strabismo,
cretinismo mixedematoso.
Alimenti ricchi di iodio sono: pesce di mare, molluschi,
verdure che crescono vicino al mare.
Carenza:
Livelli bassi di tiroxina materna portano a carenze di
iodio nel cervello del feto,
Un’introduzione di iodio inferiore al 25% provoca nel
cervello bassi livelli di tiroxina.
NUTRIENTI E SOSTANZE CHE
POSSONO DANNEGGIARE LO
SVILUPPO DEL CERVELLO
Mercurio
la forma organica, il metilmercurio, è assorbita al 90-95%
dall’organismo
Il metilmercurio è la forma più tossica ed ha una grande
affinità per il cervello
Passa dalla madre al feto, attraversa facilmente la barriera
placentare, la barriera ematoencefalica in particolare
nell’organismo immaturo.
Esposizione materna al metilmercurio determina nel sangue
fetale una concentrazione maggiore del 30% rispetto a
quella del sangue materno.
Effetti neurotossici del metilmercurio
• Ritardi nello sviluppo motorio
• Maggior tendenza ad attacchi convulsivi
• Danni neuroloici anche per un’unica esposizione a
basse dosi, in quanto altera i sistemi di
neurotrasmissione
Nei fungicidi e nei pesci
di grossa taglia
Piombo
• Arriva al feto dal sangue materno attraverso la
placenta
• Arriva al cervello del feto per lo sviluppo immaturo
della barriera ematoencefalica .
Effetti neurotossici:
- Alterazione sistema dopaminergico,
- Alterazione sistema colinergico,
- Alterazione sistema GABA ergico,
porta a iper motilità dei neonati.
- Deficit comportamentale,
scarsi risultati scolastici .
Organo bersaglio
SISTEMA NERVOSO
Categorie a maggior rischio
• GESTANTI
• NUTRICI
• BAMBINI
Possibili danni derivanti dai
residui di fitofarmaci
•
ABORTO PRECOCE E NASCITE PREMATURE
(Indiana University School of Medicine)
•
AUMENTO RISCHIO DIABETE GESTAZIONALE
(American Diabetes Association)
•
DANNI PRENATALI AL SISTEMA NERVOSO, ENDOCRINO E
IMMUNITARIO
(Mount Sinai Hospital New York)
•
PATOLOGIE COMPORTAMENTALI
(Environmental protection Agency)
Endocrine disrupting chemicals (edc)
POPS
=
Persistent Organic
Pollutants
Sostanze chimiche tossiche che si accumulano nei grassi
•Sono scarsamente idrosolubili
•Superano la barriera emato- encefalica
•Superano la barriera placentare
•Non sono attaccati dagli enzimi animali e vegetali (bioaccumulo)
I pops e il sistema nervoso
1. I pops superano la barriera placentare e la barriera emato- encefalica
B.P.
2. L’encefalo rappresenta l’organo piu’ grasso del
nostro corpo e la sua funzionalita’ e’
modificabile dalla composizione dei grassi
alimentari
B.E.
E.
3. la funzionalità dei neuroni (cellule
con il più alto numero dei
mitocondri) dipende dalla fluidità
di membrana e quindi dalla
tipologia di acidi grassi
4. La mielina (sostanza che ricopre gli
assoni) e’ composta per il 78,7% di
grassi e per il 21,3% di proteine
Vulnerabilità ai pops del snc
1.
durante la gestazione
I pops possono sostituire i grassi di struttura delle membrane
e dei mitocondri dei neuroni, in particolare possono entrare
nella composizione della mielina.
2.
I pops presenti nel sangue placentare possono interferire in
modo negativo nei due periodi critici dello sviluppo del snc.
3.
i pops potrebbero interferire negativamente sulla
moltiplicazione neuronale (15°-20° sett.) e nel processo di
mielinizzazione (dalla 25° sett. al 2° anno dopo la nascita)
SINAPSI
NEURONE
Conseguenze dei pops nel sistema
nervoso centrale
1.
2.
Diminuzione della circonferenza cranica alla nascita per
numero inferiore di neuroni e conseguente deficit
intellettivo
Mielinizzazione non ottimale con conseguenti deficit di
coordinazione , difficolta’ di apprendi-mento,
comportamento antisociale….
* Volume 114/n°2/febbraio 2006 - Environmental Health Perpspectives
Sviluppo del cervello dopo la nascita
•Moltiplicazione delle cellule della glia.
•Aumento della quantità di mielina.
•Aumento del volume dei neuroni.
•Aumento delle arborizzazioni.
•Aumento del numero delle sinapsi.
Funzioni svolte dalle cellule gliali:
1. Produzione guaina mielinica
2. Rapida captazione e inattivazione dei neurotrasmettitori
3. Formazione del tessuto cicatriziale in seguito a lesione
4. Rimozione dei frammenti cellulari per morte o per lesione
delle cellule nervose
5. Controllo delle funzioni del fluido extracellulare
6. Funzione nutritiva delle cellule nervose
L’alimentazione deve rifornire continuamente ed adeguatamente il
tessuto cerebrale di tutti i nutrienti necessari al suo sviluppo e
alla sua maturazione.
Un adeguato apporto di nutrienti è la condizione necessaria
per rifornire il sistema nervoso di energia, di proteine, di grassi,
di antiossidanti, di vitamine e minerali necessari all’
espletamento delle sue funzioni.
Allattamento materno
•
Proteine in quantità e qualità ideali per la crescita del
bambino e lo sviluppo del cervello.
• Ricco di acidi grassi insaturi a lunga catena , soprattutto
essenziali di derivazione, della serie omega 3 (EPA e DHA) e
omega 6
• Rapporto omega3: omega 6 ottimale
• Quota di lipidi varia a seconda della dieta
della madre. La concentrazione di lipidi è
bassa all’inizio di una poppata,
ma va ad aumentare (latte terminale).
Allattamento materno (2)
•
Presenza di lipasi per la predigestione dei lipidi.
• Presenza di numerosi ormoni (EGF, NGF, insulina, eritropoietina,
ormoni tiroidei).
• “fattori di crescita” aumentano lo sviluppo del
neonato e la maturazione del sistema immunitario,
di quello nervoso centrale e degli organi.
• Ferro ⇒ L’intestino del neonato assorbe bene il ferro contenuto nel
latte materno, circa il 50%, per la presenza di speciali fattori di
trasporto. Assorbimento ferro: latte di mucca (10%), latte artificiale
rinforzato con ferro (4%).
Allattamento materno (3)
•
Presenza di galattosio per la sintesi dei cerebrosidi del sistema
nervoso centrale e mielinizzazione delle fibre nervose.
•
Ferro e zinco presenti in forma biodisponibile.
•
Taurina e amminoacidi liberi presente nel latte importante per
lo sviluppo del cervello.
Il latte materno nel primo anno di vita
porta ad un ottimale sviluppo del cervello
Alimentazione da 1 a 3 anni di età
Apporti nutrizionali consigliati età 1-3 anni
Lipidi
Proteine
35 %
Di cui 100 mg DHA
secondo LARN 2012
15%
Carboidrati
50%
GRAZIE PER
L’ATTENZIONE!
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