GENETICA ED ALIMENTAZIONE: PROSPETTIVE PER INTERVENTI PRECOCI DI EDUCAZIONE ALIMENTARE

Dimensione: px

Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "GENETICA ED ALIMENTAZIONE: PROSPETTIVE PER INTERVENTI PRECOCI DI EDUCAZIONE ALIMENTARE"

Simona Baldi
7 anni fa
Visualizzazioni

1 GENETICA ED ALIMENTAZIONE: PROSPETTIVE PER INTERVENTI PRECOCI DI EDUCAZIONE ALIMENTARE Dr. Maria Chiara Bassi OUTLINE QUALE RELAZIONE NUTRIZIONE E GENETICA? Che cos è l epigenetica? Origine embrionale della salute e di alcune malattie Epigenetica e regolazione genica ( effetto dell alimentazione intrauterina e nella prima infanzia sulla metilazione del DNA) Domande emergenti: come la dieta influenza L EPRESSIONE del DNA e quali sono i rapporti fra epigenetica e nutrizione. Quali regioni del DNA sono sensibili? CHE COS E L EPIGENETICA? EPI-DAL GRECO epi (sopra) EPIGENETICA: SOPRA LA GENETICA, ovvero SOPRA IL DNA ALTERAZIONI MITOTICHE EREDITABILI A CARICO DEL POTENZIALE DI ESPRESSIONE DEI GENI CHE NON SONO CAUSATE DA CAMBIAMENTI NELLA SEQUENZA NUCLEOTIDICA LE ALTERAZIONI EPIGENETICHE NON COINVOLGONO ALCUNA MODIFICAZIONE DELLA SEQUENZA NUCLEOTIDICA PRIMARIA DEL DNA 1

come la dieta influenza L EPRESSIONE del DNA e quali sono i rapporti fra epigenetica e nutrizione. Quali regioni del DNA sono sensibili? CHE COS E L EPIGENETICA?

2 GENOTIPO FETAL PROGRAMMING FENOTIPO ADULTO EFFETTI TRANSGENERAZIONALI 2

3 IL DNA è IL MATERIALE GENETICO IN CHE FORMA SI TROVA IL DNA NEL NUCLEO? COMPOSIZIONE E STRUTTURA CISONO 3 BILIONI DINUCLEOTIDI SI STIMA CHE IL DNA DIUNA CELLULA SE STIRATO POSSA ASSUMERE LA LUNGHEZZA DICIRCA 2 METRI COME RIESCE A STARE IN UN NUCLEO DELLE DIMENSIONI DICIRCA μm? DIVISO IN SEZIONI DISCRETE: CROMOSOMI ALTAMENTE CONDENSATO AVVOLTO E RIAVVOLTO A PROTEINE (ISTONI, NUCELOSOMI..) DNA E PROTEINE FORMANO LA CROMATINA CONDENSATO IN CROMOSOMI ALL INTERNO DEL NUCLEO ALTERAZIONI NEL PROFILO DI METILAZIONE SONO LEGATI AD ALCUNE MALATTIE ALTERAZIONI NEL PROFILO DI METILAZIONE E CELLULE CANCEROSE: IPOMETILAZIONE DEL DNA PORTA A silenziamento (mancata espressione) DI TUMOR-SUPPRESSOR GENES IPOMETILAZIONE DEL DNA PORTA A instabilità genetica HUMAN IMPRINTING DISORDERS (PRADER-WILLI/Angelman syndrome, Beckwith-wiederman syndrome ) 3

DICIRCA 10-100μm? DIVISO IN SEZIONI DISCRETE: CROMOSOMI ALTAMENTE CONDENSATO AVVOLTO E RIAVVOLTO A PROTEINE (ISTONI, NUCELOSOMI.

4 I DNA METHYLATION PROFILES POSSONO ESSERE MODIFICATI DALL ESPOSIZIONE A CERTI AMBIENTI QUALI: PERCHE LA METILAZIONE RISENTE DELLO STATO NUTRIZIONALE? RISENTE DELLA CARENZA DIFOLATI, VIT B12, ZINCO, NUTRIENTI (LIVELLO DI FOLATI) TOSSINE, VELENI LIPIDI SENESCENZA RISENTE DI UNO STATO INFIAMMATORIO (DIABETE, OBESITA SINDROME METABOLICA) RISENTE DELLA CARENZA DISULFIDRIL AMINOACID, GLUTATIONE RISENTE DELLO STATO OSSIDATIVO DELLA CELLULA (METABOLISMO GLUCIDICO, LIPIDICO) IL GENE DELL INSULINE LIKE GROWTH FACTOR (IGFII/H19) SUBISCE IMPRINTING(Gauguier D., et al Inheritace of diabetesmellitusasconsequencesofgestationalhyperglycemiain rats. Diabetes 39: ILDNA METHYLATION PATTERN E EREDITABILE DA CELLULA A CELLULA IL PATTERN DI METILAZIONE E TRASMISSIBILE GENOMIC IMPRINTING: I GENI SOGGETTO DI IMPRINTING MANTENGONO NELLE GENERAZIONI LO STESSO PATTERN DI ESPRESSIONE L IMPRINTING E DETERMINATO COMPLETAMENTE DALL EPIGENETICA L IMPRINTING E SENSIBILE A IMPUT NUTRIZIONALI L IMPRINTING E CRITICO PER LA SALUTE RIPRODUTTIVA UMANA DNA METHYLATION E UNA SORTA DI MEMORIA EPIGENETICA From Constancia et al., (2004) Nature 432:53-57 L IMPRINTING EPIGENETICO E ACQUISITO DAI GAMETI IMPRENTED GENES E PASSAGGIO GENERAZIONALE Epigeneticimprintssono acquisiti anche dai gameti L IMPRINTING ILLUSTRA L EREDITABILE E REVERSIBILE CARATTERISTICA DELLA MEMORIA EPIGENETICA ADESSO madre L imprinting avviene durante la formazione dei gameti quando i genitori si trovavano nell utero materno padre 4

CARENZA DISULFIDRIL AMINOACID, GLUTATIONE RISENTE DELLO STATO OSSIDATIVO DELLA CELLULA (METABOLISMO GLUCIDICO, LIPIDICO) IL GENE DELL INSULINE LIKE GROWTH FACTOR (IGFII/H19) SUBISCE

5 IMPRENTED GENES E PASSAGGIO GENERAZIONALE Epigeneticimprintssono acquisiti anche dai gameti placenta AMBIENTE STILE DIVITA DIETA (APPORTO DI FOLATI, OBESITA MATERNA DENUTRIZIONE MATERNA COSA HA MANGIATO LA NONNA DURANTE LA GAVIDANZA, A CHE AMBIENTE ERA ESPOSTA Può avere ripercussioni sulla salute futura del nascituro IL PRIMO SVILUPPO EMBRIONALE E ESTREMAMENTE SENSIBILE A CAMBIAMENTI EPIGENETICI DOVUTI ALL AMBIENTE E AI NUTRIENTI Trasporto e filtro al passaggio di sostanze Produzione di ormoni (lattogeno placentare, GH) Utilizzo di substrati per il suo metabolismo (50% del glucosio e ossigeno, può condizionare la crescita fetale) IMPRINTED GENES COMPAIONO CON L EVOLUZIONE CON LA COMPARSA DELLA PLACENTA Prevenzione: dieta appropriata in gravidanza Prevenzione : allattamento materno Preconcepimento: preparare l organismo, ridurre obesità, acido folico, dieta ecquilibrata 1 trimestre: divisioni cellulari, sviluppo di organi nutrienti critici: proteine, ac. folico, vit.b12, Zn 2-3 trimestre: 90% della crescita nella seconda metà della gravidanza nutrienti critici: proteine, Fe, Ca, Mg, Vit B, omega 3 Macronutrienti Proteine, carboidrati, grassi Energia, struttura di tessuti e organi Bilanciamento dei nutrienti ottimale Miglior profilo lipidico Calorie sufficienti ma non eccessive Incremento ponderale più lento rispetto all allattamento artificiale Vitamine A,B,C,B6,B12, folati Metabolismo e integrità dei tessuti Minerali Ca, Fe, Mg, Zn Struttura di organi e tessuti Che cosa c è di unico nel latte materno? LA SCIENZA DELLA NUTRIZIONE ha lo scopo di capire il ruolo dei nutrienti e di altri componenti della dieta nello stato di salute o malattia dell uomo lungo tutto il ciclo di vita. conoscenze di base (caratterizzazione dei nutrienti, biochimica e fisiologia del loro metabolismo, delle vie di segnale e del loro ruolo nell omeostasi) studio degli errori del metabolismo presenti fin dalla nascita comprensione dei primi meccanismi di interazione gene-nutriente nutriente 5

EPIGENETICI DOVUTI ALL AMBIENTE E AI NUTRIENTI Trasporto e filtro al passaggio di sostanze Produzione di ormoni (lattogeno placentare, GH) Utilizzo di substrati per il suo metabolismo (50% del

6 The fetal insulin hypotesis:basso peso alla nascita associato a diabete e malattie cardiovascolari Insulino-resistenzao ridotta secrezione di insulina da causa epigenetica Ridotta crescita fetale Insulino-resistenza nell adulto Suscettibilità a diabete di tipo 2 e malattia cardiovascolare Hattersley AT, Tooke JE. Lancet 1999;353: Catch up (crescita compensatoria) Aumenta il rischio cardiovascolare La crescita rapida può condizionare un alterata composizione corporea a favore della massa grassa (Il periodo critico per la crescita muscolare è in utero) Si associa a cambiamenti metabolici e ormonali persistenti Thrifty phenotype hypothesis (ipotesi del fenotipo risparmiatore) Periodo fetale: malnutrizione materna Ridotta disponibilità alimentare riduzione dimensioni corporee riduzione della secrezione di insulina e aumento della resistenza periferica all insulina per far fronte alle carenze alimentari Periodo postnatale Soto N. J Clin Endocrinol Metab 2003;88:3645 Ridotta disponibilità alimentare Normale tolleranza glucidica Normale disponibilità alimentare Ridotta tolleranza glucidica diabete, obesità Hales&Barker. Diabetologia 1992;35:595 Macrosomia fetale I modelli sperimentali diabete materno, iperglicemia Restrizione proteica materna Restrizione dietetica materna globale Aumento grassi materni Esposizione prenataleal desametasone iperinsulinemia fetale eccessiva crescita fetale Diabete materno Stress prenatale aumento della massa grassa Resistenza insulinica Ipertensione Profilolipidico alterato/ obesità predisposizione a intolleranza glucidica, obesità SINDROME METABOLICA Commonality of phenotype in animal models of programming? Early Life Origins of Health and Disease. Wintour E

Lancet 1999;353:1789-92 Catch up (crescita compensatoria) Aumenta il rischio cardiovascolare La crescita rapida può condizionare un alterata composizione corporea a favore della massa grassa (Il

7 Lifespan Healthspan 7

Documenti analoghi

Genetica ed Epigenetica del Comportamento Alimentare

Genetica ed Epigenetica del Comportamento Alimentare Augusto Innocenti Dottore in Biologia Perfezionamento in Biochimica e Biologia Molecolare Phd in Neurobiologia e Neurofisiologia L obesità è una malattia