Pistoia, 21 Marzo 2015 Gravidanza come finestra di opportunità della salute della donna e del bambino Dott.ssa Paola Delia Marini Jan.18,2010 Oct.4,2010 Science 345, 756 (2014); Michelle Lane et al. Parenting from before conception Esiste una associazione tra eventi che avvengono durante la vita intrauterina e alterazioni della crescita e dello sviluppo fetale, con successiva comparsa di malattie in età adulta. I periodi critici dello sviluppo, durante i quali i sistemi sono molto plastici e sensibili all’ambiente, variano da tessuto e tessuto. In queste “ finestre temporali “si realizzano eventi che durano tutta la vita. (Welberg L.A., 2001;J. R. Seckel, 2004) Per l’uomo i più noti sono la differenziazione sessuale e gli effetti degli ormoni dello stress. Al di fuori delle finestre temporali, eventuali influenze ambientali potranno avere effetti di minore intensità o anche nessun effetto sulla determinazione delle caratteristiche individuali. PLASTICITA’ PLASTICITA’ DELLO SVILUPPO: Capacità di un organismo di svilupparsi in differenti modi a seconda degli input provenienti dall’ ambiente. Prenatal stress, glucocorticoids and the programming of adult disease Elizabeth C. Cottrell* and Jonathan R. Seckl Endocrinology Unit, Centre for Cardiovascular Science, The Queen’s Medical Research Institute, University of Edinburgh, Edinburgh, Scotland Behav. Neurosci., 07 September 2009 | doi: 10.3389/neuro.08.019.2009 AGENTI INFLUENTI SULL’ AMBIENTE INTRAUTERINO Nella loro complessa interazione non è possibile stabilire una specifica relazione causa –effetto, né se agiscano sinergicamente o singolarmente. Infatti dobbiamo considerare come spesso si possano trovare più agenti influenti e in situazioni di particolare disagio e di stress elevato lo stile di vita è inadeguato, con alimentazione carente o al contrario eccessiva e non bilanciata, uso o abuso di alcool, fumo, sostanze. Stress come “fattore di rischio” per la gravidanza comparabile alla maggior parte degli altri fattori di rischio ostetrici. Lo sviluppo fetale, neonatale e infantile, e lo stato di salute futuro dipendono dal tipo, dalla durata e dalla fase della gestazione in cui si manifesta lo stress materno. Stress materno prenatale Sistema immunitario Sistema neuroendocrino Sistema vascolare Funzione utero-placentare Ambiente intra-uterino Ambiente fetale Sviluppo fetale, neonatale e infantile e salute La regolazione dell’asse ipotalamo-ipofisi-surrene cambia drasticamente in gravidanza e il cortisolo materno aumenta da 2 a 4 volte nel corso della gestazione. Il feto è protetto dai livelli di cortisolo materno circolante da un enzima placentare, l’11Beta HSD-2 (idrossi-steroido-deidrogenasi), che converte la forma attiva (cortisolo) in forma inattiva (cortisone). Tale enzima è presente per il 75% nella parte di origine fetale della placenta (trofoblasto), per il restante 25% nella parte di origine materna. L’attività dell’enzima correla positivamente al peso alla nascita (Stewart, 1995) e s’ipotizza che un deficit relativo dell’enzima o un eccesso di cortisolo circolante possano portare ad una sovraesposizione del feto agli effetti del cortisolo, che a dosi normali promuove il metabolismo, a dosi eccessive lo inibisce ed quindi è causa di basso peso alla nascita (Waddel 1988, Meyer1985, Cooper 1996 ). Il rischio è maggiore se la sovraesposizione si verifica tra il 5° e il 6° mese di gravidanza (Class, 2011). Il cortisolo materno, aumentato per condizioni di stress, è in grado di passare la placenta e raggiungere il feto già dal quarto mese di gravidanza, e può essere dosato nel liquido amniotico. Esiste una forte correlazione tra i livelli di cortisolo nel liquido amniotico e nel sangue fetale, e tra i livelli del feto e quelli della madre. LA SINDROME METABOLICA VIENE DA LONTANO L’AMBIENTE NUTRIZIONALE NELLE PRIME FASI DELLA VITA COME MODELLO DI STRESS ADATTATIVO Una dieta non bilanciata della madre attiva l’asse dello stress fetale ( HPA ) con aumento del cortisolo circolante e del numero di recettori per i glucocorticoidi in tutti gli organi, causando un’ alterazione della organogenesi fetale, in particolare a livello della muscolatura e delle cellule cardiache, e un aumentato rischio di: o basso peso alla nascita o prematurità o sovrappeso alla nascita/ diabete gestazionale L’AMBIENTE NUTRIZIONALE NELLE PRIME FASI DELLA VITA COME MODELLO DI STRESS ADATTATIVO A più lungo termine ad un aumento del rischio di: o o o o o obesità diabete mellito di tipo 2 sindrome metabolica malattia coronarica disturbi cognitivi in età adulta Early nutritional enviroment (Petteri Hovi, M.D., 2007, Glucose Regulation in Young Adults with Very Low Birth Weight; N Engl J Med 356;20 L’AMBIENTE NUTRIZIONALE NELLE PRIME FASI DELLA VITA COME MODELLO DI STRESS ADATTATIVO alla base dell’insorgenza della SINDROME METABOLICA vi sarebbe un’alterata programmazione dei sistemi che governano l’omeostasi metabolico-energetica che si verifica sia nel periodo embrionale sia nei primi anni di vita: o Settaggio del metabolismo o Plasticità di sviluppo L’AMBIENTE NUTRIZIONALE NELLE PRIME FASI DELLA VITA COME MODELLO DI STRESS ADATTATIVO THRIFTY PHENOTYPE HYPOTHESIS (Hales CN, Barker DJP. 2001, The thrifty phenotype hypothesis. BrMed Bull;60:5-20.) Il feto in un ambiente uterino povero di nutrienti massimizza l’assunzione e la conservazione delle risorse energetiche alterando il proprio metabolismo (peso, composizione corporea, attività neuroendocrina). Questa alterazione è adattativa in un ambiente post-natale con scaristà di cibo, mentre è maladattativa in un ambiente ricco di risorse. Ripercussione a livello di: o o o Massa muscolare Tessuto adiposo β-cellule pancreatiche e sensibilità insulinica L’AMBIENTE NUTRIZIONALE NELLE PRIME FASI DELLA VITA COME MODELLO DI STRESS ADATTATIVO CATCHCATCH-UP GROWTH (Eleftheriades M, Creatsas G, Nicolaides K. 2006, Fetal growth restriction and postnatal development. Ann N Y Acad Sci;1092:319-30.) L’esposizione pre- e early post- natal a una alta o bassa quantità di cibo determina il numero e la distribuzione degli adipociti e la capacità di stoccaggio dei lipidi (adipogenesi e lipogenesi). Animali o umani con basso peso alla nascita, se esposti ad un ambiente nutrizionale ricco, presentano una crescita accelerata con incremento del tessuto adiposo viscerale e riduzione della sensibilità insulinica a livello muscolare. Schema degli adattamenti fetali alla denutrizione Barker D.J.P., In utero rogramming of chronic disease Clinical science, 1998, 95, p.116 L’AMBIENTE NUTRIZIONALE NELLE PRIME FASI DELLA VITA COME MODELLO DI STRESS ADATTATIVO: modelli umani CARESTIE o Dutch Hunger Winter (1944(1944-45) o the Siege of Leningrad (1941(1941-44) : no catch-up growth! o Austrian Famine Birth Cohort: Cohort Studio prospettico su cittadini austriaci (326.000 soggetti nati tra il 1917-2007); 3 periodi di carestia: 1918– 1918–1919, 1938 e 1946– 1946–1947. 1947 Soggetti concepiti durante la carestia presentano un rischio maggiore del 40% di ammalarsi di diabete rispetto a soggetti nati in altri periodi, con una prevalenza di uomini. Tale rischio è notevolmente ridotto nelle aree geografiche ricche occidentali. (PNAS, March 19, 2013, vol. 110, no. 12, 4703–4707) L’AMBIENTE NUTRIZIONALE NELLE PRIME FASI DELLA VITA COME MODELLO DI STRESS ADATTATIVO: modelli umani Studio prospettico su 111 adulti giapponesi nati con basso peso (1,5 kg) : Il 19% presenta alterata glicemia a digiuno o diabete Il sesso maschile rappresenta un fattore di rischio indipendente Sato R, Watanabe H, Shirai K, et al. BMJ Open 2012;2:e000327. doi:10.1136/bmjopen :10.1136/bmjopen--2011 2011--000327 doi :10.1136/bmjopen DUTCH FAMINE Sono stati studiati longitudinalmente i “ figli della fame”, cioè i figli nati da donne che erano in stato di gravidanza nell’inverno della fame, tra il novembre del 1944 e l’aprile del 1945 nell’Olanda occupata dalle truppe tedesche. (Roseboom T.J., 2001; Schulz L.C., 2010) Gli individui concepiti in questo periodo avevano per lo più un basso peso alla nascita e hanno sviluppato da adulti un’alterata tolleranza al glucosio, probabilmente correlata a una riprogrammazione durante la vita intrauterina delle relazioni tra glucosio e insulina e tra ormone della crescita e fattore della crescita insulino simile. DUTCH FAMINE Questi soggetti hanno mostrato un aumento d’incidenza di patologia psichiatrica, tra cui ansia e depressione, personalità antisociale, schizofrenia, accelerato declino delle funzioni cognitive all’età di 56-59 anni. Nel 2008 è stato evidenziato da Heijmans che i figli della fame presentano una minore metilazione del gene che comanda la sintesi di IGF2, il fattore insulinosimile di tipo 2 che regola la crescita del feto e che se è scarsamente attivo determina un basso peso alla nascita (St-Pierre J.,2012) Il periodo critico per la sottonutrizione corrispondeva in particolare con il terzo trimestre. LA PROGRAMMAZIONE DELLA VITA Una dieta ipercalorica e troppo ricca di grassi e zuccheri segna epigeneticamente uno specifico circuito cerebrale, il “ sistema del premio “, che è centrato sul,rilascio di dopamina, il neurotrasmettitore del piacere, che è alla base delle dipendenze, tra cui quella da cibo. Questa signatura tende a stabilizzarsi andando a costituire una caratteristica di quella persona da adulta, condizionandone i comportamenti. (Wadhwa 1988,2005) Lo stress psichico di tipo cronico è inoltre un potente fattore di alterazione della dinamica immunitaria, causandone soppressione e/o disregolazione, e figli di madri che durante la gravidanza si sono trovate in situazioni di forte conflittualità, disagio, e sofferenza psichica sembrano avere nella prima infanzia una maggiore tendenza ad ammalarsi e una minore capacità reattiva alle malattie. Questo potrebbe essere correlato a un’alterazione a livello cromosomico, in particolare del telomero (Epel, 2004) con conseguente maggior stress ossidativo cellulare e precoce invecchiamento cellulare. Lo stress in gravidanza può alterare i telomeri della prole che saranno statisticamente più corti sia nei neonati che negli adulti (Entringer, 2001,2013), con conseguente maggiore predisposizione a malattie e tumori. DETERMINAZIONE DEL SESSO E PSICOSESSUALITA’ Struttura e organizzazione cerebrale Anche se il sesso è determinato geneticamente, il centro sessuale del cervello, così come l’ orientamento sessuale, emerge da una interrelazione tra genetica e ambiente all’ interno dell’ utero. DETERMINAZIONE DEL SESSO E PSICOSESSUALITA’ L’ equilibrio ormonale può venire rovesciato da: Difetti genetici Tossine ambientali Stress materno Una sovrabbondanza di ormoni dello stress può influenzare la sessualità del cervello. Lo stress materno in gravidanza, alterando i livelli degli androgeni fetali, può causare deviazioni dalla normale differenziazione sessuale. (Dorner et all.,1980,1983; Ellis et all.,2001) DETERMINAZIONE DEL SESSO NEONATI DAL SESSO INCERTO Dsd ( disordine della differenziazione sessuale ): 5-6 mila casi/anno Patologie correlate a : o anomalia cromosomica ( quando la combinazione dei cromosomi XX e XY subisce delle varianti ) o anomalia anatomica o disfunzione ormonale Negli ultimi 5 anni le segnalazioni ai centri sanitari specializzati per tali patologie è cresciuto del 5-10%. PSICOSESSUALITA’ In base a tali considerazioni può apparire che il processo di differenziazione sessuale maschile, e quindi anche il definirsi dell’orientamento sessuale (in ottica biologica ed evoluzionistica), sia più a rischio di quello femminile, che appare di “default”, in quanto il primo è dipendente da una produzione di ormoni di tipo androgenico, sviluppatasi come percorso alternativo a quello precedente e consueto in senso femminile. Tale percorso alternativo può andare maggiormente soggetto a blocchi, alterazioni, in grado di produrre mancate androgenizzazioni genitali, ma soprattutto cerebrali, con le possibili conseguenze rilevate sulle preferenze sessuali. PSICOSESSUALITA’ TEORIA NEURORMONALE O “ ANDROGENICA ” o Il sesso psicologico di un individuo dipenderebbe dall’ ambiente ormonale a cui è esposto il SNC durante un periodo critico dello sviluppo fetale ( periodo della neuro-organizzazione della sessualita’ ) o Dal secondo al quinto mese di gestazione l’ ambiente ormonale, interessando le strutture ipotalamo-limbiche, condizionerebbe il futuro svilupparsi dell’ identità di genere e dell’ orientamento sessuale o Gli aspetti più complessi del comportamento sessuale dipenderebbero dall’ influenza esercitata dall’ ambiente ormonale su altre porzioni più specializzate del SNC in un periodo di tempo che si prolungherebbe per tutta la gestazione fino all’ epoca perinatale TEORIA DELL’ ORMONE PRENATALE L’estrapolazione di tali studi animali agli esseri umani portò Dörner (1976) a postulare che l’identificazione col sesso opposto e/o l’omosessualità potessero essere il risultato di eccessi o carenze di androgeni in utero durante un periodo sensibile per lo sviluppo delle strutture ipotalamiche che regolano la produzione ormonale. PSICOSESSUALITA’ Tutti questi dati, nel complesso, sembrano indurre potentemente a pensare che vi siano almeno alcuni fattori contribuenti basati biologicamente (di probabile origine genetica) che intervengono nel generare le differenze uomo-donna e anche nella produzione dell’identità di genere e dell’orientamento sessuale. Tali effetti sono probabilmente mediati dalla produzione ormonale, prenatale e postnatale, completandosi nella fase puberale. Stress prenatale come possibile fattore eziogenetico della omosessualità nei maschi: Uno studio osservazionale effettuato in Germania ha osservato un significativo aumento di omosessuali maschi nati nel periodo bellico e postbellico della II Guerra Mondiale (1941-1947), con massimo di frequenza relativa negli anni 1944-1945. (Dorner et all.,1980) Studi successivi hanno evidenziato come in numerose città che avevano sofferto i più gravi bombardamenti durante la II Guerra Mondiale non si è avuta evidenza di aumento del numero di omosessuali. (Schmidt e all.,1995) STILE DI VITA E’ CAUSA DELL’OMOSESSUALITA’ ( D. Swaab et all., 2007,2010,2011). Le donne in gravidanza sottoposte a stress hanno più probabilità di avere bambini omosessuali di entrambi i sessi a causa degli alti livelli di cortisolo che influenza la produzione di ormoni sessuali nel feto. L’alterazione della concentrazione nel feto del testosterone nella seconda metà della gravidanza andrebbe a modificare la struttura cerebrale in particolare a livello del nucleo sovrachiasmatico. ENDOCRINE DISRUPTORS o INTERFERENTI ENDOCRINI Sostanze chimiche esogene che, pur essendo presenti nell’ ambiente in quantità anche molto inferiori a quelle che la tossicologia classica tradizionale considera pericolose per la salute, agiscono come ormoni nel sistema endocrino e riproduttivo degli esseri viventi interrompendo la normale funzione degli ormoni. Ci raggiungono prevalentemente attraverso la catena alimentare e tendono ad accumularsi nell‘organismo, concentrandosi nei tessuti e nei fluidi ricchi di grasso ( tessuto adiposo e latte materno ). ENDOCRINE DISRUPTORS o INTERFERENTI ENDOCRINI Durante la gravidanza possono interferire con lo sviluppo fetale ed essere causa di: o o o o o Malformazioni anatomiche dell’ apparato riproduttivo Disturbi immunitari Deficit cognitivi Disturbi dell‘attenzione nel bambino e nell’adolescente Riduzione della fertilità soprattutto maschile nell‘adulto ENDOCRINE DISRUPTORS o INTERFERENTI ENDOCRINI FTALATI presenti in alcuni giocattoli morbidi, nelle pavimentazioni, prodotti medicali, cosmetici, pellicole per alimenti e deodoranti ambientali. Influiscono sul sistema endocrino degli animali ed alcune ricerche lo implicano in difetti congeniti del sistema riproduttivo maschile e nella produzione degli spermatozoi. Ci sono evidenze che indicano una influenza degli ftalati nello sviluppo neuroendocrino maschile quando si verifica un’esposizione prenatale. ENDOCRINE DISRUPTORS o INTERFERENTI ENDOCRINI BIFENILI POLICLORIDRATI (PCB) Sostanze usate nell’industria come raffreddanti e lubrificanti. Agirebbero sulla tiroide favorendo l’obesità ed il diabete nei bambini nati da mamme esposte in epoca prenatale a tali sostanze. DDT P Pesticida oggi bandito nella maggior parte dei paesi ma ancora utilizzato in alcune regioni del mondo come il Messico, l’Africa ed il Sud Est asiatico. L’ esposizione a questa sostanza delle madri potrebbe favorire l’insorgenza di obesità nei figli. ENDOCRINE DISRUPTORS o INTERFERENTI ENDOCRINI ALTRE SOSTANZE SOSPETTATE DI ESSERE INTERFERENTI ENDOCRINI 17 alfa etililestradiolo Diossine Fenoli Bisfenolo A numerosi Pesticidi Atrazine Xenoestrogeni Fitoestrogeni USO DI SOSTANZE DURANTE LA GRAVIDANZA USO DI SOSTANZE DURANTE LA GRAVIDANZA CANNABIS Esiste una normale differenza di genere nell’espressione genica dell’amigdala. Nei maschi si verifica una maggiore espressione di mRNA nei recettori D2 in quest’area del cervello, importante per lo sviluppo dell’emotività e, in particolare, degli stati emotivi negativi. Questo porta ad una diversa responsività cerebrale di genere anche agli effetti della cannabis. USO DI SOSTANZE DURANTE LA GRAVIDANZA I bambini maschi con esposizione prenatale alla droga manifestano infatti peggiori prestazioni ai test per l’attenzione, l’apprendimento e la memoria. In particolare, tramite tecnica istochimica i ricercatori hanno visualizzato una ridotta espressione di mRNA nei recettori D2 dell’amigdala nei feti durante la 18-22°settimana di gestazione. Questa riduzione appare inoltre direttamente collegata all’ammontare di cannabis usata dalla madre. USO DI SOSTANZE DURANTE LA GRAVIDANZA I bambini maschi nati dopo esposizione prenatale alla marijuana manifestano facilmente sintomi depressivi, disturbi comportamentali (ad es. atti delinquenziali), difficoltà di pianificazione decisionale e di integrazione scolastica. L’ esposizione prenatale alla cannabis può seriamente danneggiare il sistema neuronale mesocorticolimbico, un importante regolatore del comportamento emotivo e motivazionale, con pesanti conseguenze sul normale sviluppo cognitivo del bambino. USO DI SOSTANZE DURANTE LA GRAVIDANZA COCAINA I risultati degli studi disponibili sull’effetto dell’esposizione materna alla cocaina sull’ intelligenza del bambino sono contrastanti. . USO DI SOSTANZE DURANTE LA GRAVIDANZA COCAINA Alcuni sembrerebbero suggerire che l'esposizione alla droga prenatale non influisca sullo sviluppo intellettuale. Altre ricerche al contrario suggeriscono che la cocaina avrebbe effetti sullo sviluppo mentale e in particolare sul quoziente intellettivo e i bambini, rigorosamente maschi, le cui madri sono risultate positive alla cocaina al momento del parto, sono a rischio di problemi comportamentali e psicomotori. USO DI SOSTANZE DURANTE LA GRAVIDANZA Verrebbero così confermati precedenti studi animali che avevano ipotizzato come il sesso del concepito potesse influenzare gli esiti dell'esposizione alla cocaina. Nella valutazione rimane comunque difficile , tenuto conto degli ambienti di provenienza dei bambini e dell'esposizione anche ad altre sostanze, identificare il grado di responsabilità della singola droga. EREDITA’ E ACQUISIZIONE Carattere, attitudini e predisposizioni: 1/3 ereditario: cromosomi e eredita’ mitocondriale 1/3 congenito: acquisito nelle prime settimane di vita intrauterina 1/3 acquisito dopo la nascita: ambiente culturale, abitudini, educazione, circostanze……… INTERAZIONI GENI-AMBIENTE Lo stato epigenetico di un dato gene è determinato dalle esperienze cui l’organismo è esposto durante la vita prenatale o le primissime fasi di quella postnatale, che rappresentano dunque una delle più importanti fonti di variazione dei fenotipi biologici e comportamentali (Jablonka, Lamb 2005). UOMO SESSO PIU’ DEBOLE La medicina di genere, ponendo l’ attenzione sulle differenze sessuali biologiche e di genere ( ruoli sociali e culturali ), e’ in grado di mantenere il focus sulle due polarità. UOMO SESSO PIU’ DEBOLE Gli uomini lottano più delle donne fin dall’ utero materno: o La maggior percentuale dei feti abortiti e dei morti endouterini è di sesso maschile. o Nonostante il rapporto alla nascita maschi/femmine ( sex ratio ) sia 1,05 ( cioè il 51,3% dei nati vivi è maschio ), il loro tasso di mortalità è più alto di quello delle femmine a qualsiasi età ( mortalità infantile 6,2 %% vs 5%% ) esprimendo così la loro vulnerabilità genetica e ormonale. UOMO SESSO PIU’ DEBOLE SEX RATIO Esiste una correlazione positiva tra disponibilità calorica nella dieta materna e percentuale di nati maschi ( William e Gloster,1992 ) Gli eventi stressanti hanno un effetto negativo nella fase precoce della gravidanza e possono indurre aborti che colpiscono maggiormente la progenie maschile (Zonta,1996) UOMO SESSO PIU’ DEBOLE E’ più alta nei maschi l’ incidenza di: o malformazioni congenite o distress respiratorio alla nascita o SIDS UOMO SESSO PIU’ DEBOLE Bambino ha un rischio di ammalarsi di o autismo o ADHD o Dislessia 2/3 volte superiore alle loro coetanee. UOMO SESSO PIU’ DEBOLE Gli adolescenti e i giovani uomini hanno più possibilità di morire per: o Incidenti o Morte violenta o Suicidio ( donne: tentativi di suicidio 10 volte superiori, ma maggior tasso di suicidi riusciti tra gli uomini ) UOMO SESSO PIU’ DEBOLE Vita adulta: o rischio di infarto: 10 anni prima delle donne rischio doppio o infezioni e patologie tumorali più difficili da gestire o rischio di incidenti sul lavoro molto più alto UOMO SESSO PIU’ DEBOLE donne : o più vulnerabili a malattie neurologiche e psichiatriche orischio doppio di sviluppare disturbi dell’ umore ma condizionamento culturale? Uomo condizionato a non riconoscere o esprimere apertamente un disagio psichico . E’ sicuro che c’è una relazione tra tutti i movimenti della madre e quelli del bambino che si trova nel suo ventre, al punto che tutto ciò che nuoce all’ una nuoce all’ altro. CARTESIO Passioni CXXXVI