Non tutti percepiscono i gusti
nello stesso modo
Perché alcune cucine sono particolarmente “dolci” come in Africa
occidentale e altre meno, oppure sono marcatamente speziate
come in India?
È solo tradizione (cultura, metodi di conservazione, etc.) o
c’è una componente biologica in grado di spiegare almeno in parte
la diversa capacità di percepire i vari sapori?
4. Sensibilità specifica: il senso del
gusto
•Nel senso del gusto
si distinguono 5 gusti
primari:
• acido;
• dolce;
• amaro;
• salato;
• umami.
Fondamentale nel determinarne la commestibilità e
l'appetibilità di un cibo o di una bevanda il rifiuto di un
cibo a causa del suo sapore sgradevole è importante
per la sopravvivenza
• dolce: assicurare le riserve energetiche
• salato: mantenere l'equilibrio elettrolitico
• acido (amaro): monitorare il pH
• amaro: evitare sostanze tossiche provoca sovente il
rifiuto del cibo o della bevanda e, se molto
intenso, stimola il riflesso del vomito
La percezione dei diversi gusti avviene
grazie a recettori presenti
sulla superficie di cellule epiteliali
specializzate (dette TRCs o taste
receptor cells) che si trovano all’interno dei
bottoni gustativi
La variabilità tra individui è stata messa in
relazione con una serie di polimorfismi genetici
(SNPs), tra i quali la sensibilità all’amaro per
certe sostanze quali la feniltiocarbamide (PTC) e
il 6-n-propiltiouracile (PROP) ed è dovuta alla
presenza e funzionalità di un particolare
recettore dell’amaro, il TAS2R38 (Duffy et Al., Physiology
& Behavior, 2004, 82, 435–445).
Sensibilità all’amaro: ereditato come carattere autosomico dominante
il recettore dell’amaro TAS2R38 ha un polimorfismo
genetico che distingue percettori, da non percettori e
da super-percettori dell’amaro.
ELFID -UNINA Federico II
Il gusto Amaro = Propiltiouracile
• Poco sensibili all’amaro = 30%
• Sensibili all’amaro
• Iper sensibili all’amaro
= 60%
= 10%
Ipersensibili = pochi vegetali, cavoli e frutta
I poco sensibili preferiscono lo zucchero , la frutta
(fruttosio)
Frequenze sensibilità
Amerindiani:
98%
Neri Africani:
96%
Neri Americani: 91%
Cinesi:
93%
Giapponesi:
91%
Europei:
65-70%
Esquimesi:
59%
Australiani:
37-51%
l’alta frequenza delle persone con bassa sensibilità alle tiouree,
risulterebbe dalla selezione per la resistenza alla malaria.
la bassa sensibilità, osservata in aree con malaria endemica, è la
conseguenza del fatto che certi composti amari delle piante sono fattori di
protezione contro la malaria.
Per cui, nelle aree con malaria endemica, il consumo di piante amare, che
normalmente vengono escluse come potenzialmente dannose, potrebbe
superare il rischio di avvelenamento
Sensibilità all’amaro e selezione naturale
In natura vi sono diverse sostanze con struttura chimica simile a
quella della PTC e PROP (come nelle crucifere e brassicacee).
Queste sostanze sono riconosciute da pochi recettori, attraverso un
sistema di “tuning” modulato dalla concentrazione di ioni calcio.
Visto che il tiouracile (simile al PTC) silenzia l’attività della tiroide, è
probabile che il gene per la sensibilità alla PTC sia collegato alle
funzioni tiroidee.
In sostanza, queste molecole naturali impedirebbero la normale
assimilazione dello iodio nella iodotirosina con una conseguente
diminuzione degli ormoni tiroidei e la maggior richiesta di TSH, che
provoca l’ipertrofia della tiroide.
Se l’individuo nontaster si trova in un ambiente povero di iodio, in teoria
sarà svantaggiato perché le sostanze tireotossiche assunte e non
riconosciute impedirebbero il normale metabolismo della tiroide. Senza
un adattamento culturale capace di sopperire alla mancanza di iodio o
ad abitudini alimentari scorrette, l’individuo svilupperà il gozzo.
Per Harris e Kalmus (1972), ci sarebbe tra coloro che soffrono di gozzo
un’incidenza significativa di nontaster: il gene per la sensibilità alla PTC
sarebbe allora soggetto alla selezione naturale e corrisponderebbe a un
adattamento ambientale.
Da notare che Wooding et al. (2004) riportano come praticamente simili
le frequenze in Africa, Asia ed Europa dell’aplotipo di taster e nontaster:
questo studio conferma che la sensibilità per la PTC non è selezionata in
senso neutrale, ma selezionata in senso bilanciato: la selezione tende
quindi a mantenere sia l’allele dominante che il recessivo.
Sensibilità al gusto amaro
Oggi sappiamo che esistono due diverse forme del TAS2R38, la
forma PAV e la forma AVI, che differiscono per tre polimorfismi a
singolo nucleotide (SNPs).
Queste due forme conferiscono una diversa sensibilità
al PTC e il PROP.
forma AVI = fenotipo non-taster,
forma PAV = fenotipo taster.
Le variazioni genetiche nel TAS2R38, comunque, spiegano circa il
55-80% della variabilità nella sensibilità al PTC/PROP, suggerendo
che altri fattori sia genetici che ambientali possono contribuire a
determinare il fenotipo .
Significato evolutivo ella diversa percezione del gusto
I cercopitechi sono praticamente
tutti taster, come la maggioranza di gorilla
e scimpanzè, mentre i taster sono la
minoranza tra gli oranghi.
Il fatto che anche gli altri Primati
presentino il gene fa supporre che si sia
evoluto ben prima della separazione
tra Homo e le scimmie antropomorfe, ma
Wooding et al. (2004), pur ammettendo di
aver lavorato su dati esigui, tendono per
una mutazione indipendente nei due rami
evolutivi.
Variazioni nella percezione gustativa possono
influenzare le scelte alimentari e lo stato di salute
La percezione del gusto amaro è stata associata a differenze nella
preferenza per diversi tipi di cibi:
Correlazione con BMI e quindi obesità;
relazione tra la percezione del gusto amaro e il rischio di sviluppare
malattie cardiovascolari (per aumento consumo alcol, cibi dolci e
grassi)
rischio di tumore del colon, mediato in parte dalla dieta, è stato
anche
legato a variazioni genetiche nel gene TAS2R38
associazione tra varianti nel gene TAS2R43 e la percezione della
caffeina e la preferenza per il caffè;
NUTRIGENOMICA
NUTRIZIONE-GENETICA
SPIEGA COME IL CIDO FORNISCA LE INFORMAZIONI AI NOSTRI GENI
ALIMENTAZIONE PERSONALIZZATA GRAZIE ALLO STUDIO DEGLI
EFFETTI BIOLOGICI DELLE SOSTANZE NUTRITIVE A LIVELLO GENICO
SI PENSA :
• SIA IN GRADO DI APPORTARE VALIDI
CONTRIBUTI A LIVELLO DI PATOGENESI E
SVILUPPO DI DISTURBI CORRELATI ALLA
DIETA
NUTRIGENOMICA
COMBINAZIONE TRA PREVENZIONE E DIAGNOSI GENETICA
corretta nutrizione associata ad una diversità genetica di ciascun individuo
si potrà rallentare l'invecchiamento e
prevenire varie patologie quali:
• MALATTIE METABOLICHE;
• MALATTIE NEURODEGENERATIVE;
• MALATTIE NEOPLASTICHE;
• DANNI DA STRESS OSSIDATIVOINVECCHIAMENTO
Concetti base della
nutrigenomica
I nutrienti possono avere un effetto
diretto e indiretto sull’espressione
genica.
Il controllo dell'espressione genica
I fattori determinanti nell'espressione genica delle
cellule eucariote:
- Il modo in cui il DNA si ripiega all'interno dei
cromosomi;
- Il ruolo svolto da promotori, intensificatori
induttori e altre proteine che controllano la
trascrizione;
- Lo splicing;
- Inibitori della traduzione.
Zuccheri e grassi mandano segnali
Le cellule presentano dei recettori per i grassi, i
carboidrati, ma anche per le vitamine.
L'attivazione alimentare di questi recettori mette in
moto gruppi di geni.
● Recettore per i grassi, SREBP: influenza
l'espressione di circa trenta geni
● Recettori PPAR: sollecitati da acidi grassi e
colesterolo, attivano geni che controllano il
metabolismo dei grassi ma regolano anche geni
infiammatori.
● Epigallocatechina-3-gallato: un composto del tè
verde che blocca i segnali di attivazione dei
geni legati alla proliferazione cellulare. Questo
spiega l'efficacia preventiva del tè verde nei
confronti del cancro.
NUTRIGENOMICA
STA PRENDENDO SEMPRE Più PIEDE PER INDIVIDUARE GENI RESPONSABILI
DELL’OBESITÀ
I GENI INTERAGISCONO CON L’AMBIENTE
È IMPORTANTE IL PROFILO GENETICO, IL CONTESTO
SOCIALE E LO STILE DI VITA
Se un individuo possiede un determinato corredo
genetico, legato alla probabilità di contrarre tumori o
diabete, questo ci dice soltanto che ci sono maggiori
probabilità rispetto alla media della popolazione di
ammalarsi di cancro o di diabete
mentre ciò che fa la differenza è sostanzialmente
l’ambiente.
NUTRIGENOMICA
PER ESEMPIO……
PIMA INDIANS
TRIBù NATIVA DEGLI INDIANI D’AMERICA
POSSEDEVANO
GENI VANTAGGIOSISSIMI PER IL LORO AMBIENTE
APPENA HANNO PRESO CONTATTO CON LA CIVILTÁ OCCIDENTALE
SONO DIVENTATI OBESI E DIABETICI
Dieta come fattore di rischio
Esempi di ridotto intake di specifici
micronutrienti
Vitamine B, E, Carotenoidi
Folati e carotenoidi
Folati
B6, B12 e folati
CVD
Cancro
Difetti del tubo neurale
Iperomocisteinemia
Dieta come fattore di rischio
Effetti di un alterato intake di proteine
Alcuni metodi di cottura (arrostitura, frittura) producono composti nocivi
nitrosammine
Un eccessivo consumo di carni nei soggetti “acetilatori rapidi” ed elevata
attività del CYP1A2 aumenta il rischio di carcinogenesi
(Lang et al.; Vineas & Mc-Micheal, 1996)
gene per la arilammina N-acetiltransferasi (NAT2) che è polimorfico.
Le varianti codificano per un allele chiamato “acetilatore veloce” e
diversi sottotipi di “acetilatori lenti” che sono diversamente
rappresentati in diverse aree geografiche e in diverse regioni.
L’allele lento è presente nel 72% della popolazione caucasica e degli
Stati Uniti, ma solo nel 31% di quella giapponese. Gli individui con
l’allele NAT2 acetilatore lento sono più suscettibili al tumore alla
vescica quando esposti ad agenti pro-ossidanti.
Le frequenze alleliche di NAT2 fanno comprendere quanto è
importante conoscere sia la distribuzione allelica nelle popolazioni
sia le influenze ambientali.
NEUROPEPTIDE Y
Perfetto equilibrio tra apporto calorico e spesa
energetica
Modello di controllo molto più evoluto e
complesso
Attivazione di specifiche vie che utilizzano
Neurotrasmettitori e Neuropeptidi
NEUROPEPTIDE Y
Peptide di 36 aa
Regolazione del bilancio
energetico
Vasocostrizione
Regolazione della pressione
sanguigna
Metabolismo del colesterolo
Patogenesi dell'arteriosclerosi
Polimorfismo Leu(7)-a-Pro(7)
colesterolo tot e LDL
Marker per il rischio di Ipertensione
specialmente in pazienti con obesità
NEUROPEPTIDE Y
ALTA INCIDENZA
polimorfismo Leu(7)-a-Pro(7)
BASSA INCIDENZA
Polimorfismo Leu(7)-aPro(7)
1998 Dec;4(12):1434-7.
Association of a leucine(7)-to-proline(7) polymorphism in the signal
peptide of neuropeptide Y with high serum cholesterol and LDL
cholesterol levels.
Karvonen MK1, Pesonen U, Koulu M, Niskanen L, Laakso M, Rissanen
A, Dekker JM, Hart LM, Valve R, Uusitupa MI.
Abstract
… We report here the identification of a common Leu(7)-to-Pro(7)
polymorphism in the signal peptide of NPY. Presence of this Pro(7) in NPY was
associated with higher serum levels of total and LDL cholesterol in obese
subjects participating in two independent Finnish and Dutch studies.
Furthermore, normal-weight Finns with Pro(7) also had higher serum levels of
total and LDL cholesterol than did subjects with Leu(7)/Leu(7), as analyzed in
three subsequent determinations at 5-year intervals during a 10-year follow-up
period. The NPY polymorphism was not associated with higher cholesterol
levels in normal-weight Dutch. Our study provides evidence that NPY is linked
to cholesterol metabolism and that the polymorphism producing Pro(7) in NPY
is one of the strongest genetic factors identified thus far affecting serum
cholesterol, particularly in obese subjects.
STUDI RECENTI
stretta correlazione tra numerose forme di tumori e
l’obesità, che favorisce stati infiammatori da cui si sviluppano appunto più
facilmente i tumori.
SCELTA DI CIBI Più FAVOREVOLI PER LA SALUTE E IL BENESSERE
IN CONCLUSIONE…..
STUDI Più RECENTI HANNO INIZIATO A DECIFRARE IL RAPPORTO TRA REGIME
ALIMENTARE E SALUTE CON MAGGIORE RIGORE SCIENTIFICO
interazioni tra il Dna nucleare e il Dna mitocondriale di esclusiva
derivazione femminile, le quali, presentano significative differenze
nel metabolismo dell’energia e nel suo immagazzinamento
