prof.ssa Maria F. Fuciarelli

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1 aa CdLM Biologia Cellulare e Molecolare e Scienze Biomediche (Curriculum Molecolare Umano) INTERAZIONE UOMO AMBIENTE E SVILUPPO FENOTIPICO (6 CFU) prof.ssa Maria F. Fuciarelli

2 CHARLES DARWIN ( ) L origine della specie (1859) L origine dell uomo (1871) It is not the strongest of the species that survives, nor the most intelligent that survives. It is the one that is the most adaptable to change. La selezione naturale non è sempre, e solo, la sopravvivenza del più adatto (survival of the fittest), ma anche, e soprattutto, la sopravvivenza del più adattabile ai cambiamenti dell ambiente circostante.

3 Ambiente climatico naturale e trasformato/modificato (ecosistemi/biomi, antromi) Ambiente dei patogeni AMBIENTE UMANO Ambiente sociale Ambiente alimentare CONFRONTO UOMO-AMBIENTE

4 AMBIENTE BIOLOGIA CULTURA

5 ECOLOGIA (dal greco: οίκος, oikos, "casa" o "ambiente"; e λόγος, logos, "discorso" o studio ): studio dell ambiente Scienza che si occupa delle «Interrelazioni tra gli organismi e tutto ciò che li circonda» (Haeckel, 1866), cioè l ambiente organico, piante e animali, e l ambiente inorganico che costituiscono un «ecosistema» (Tansley, 1935). Autoecologia : interrelazioni tra una specie e il suo ambiente Sinecologia: rapporti e relazioni tra le comunità biologiche e gli elementi biologici e non biologici che costituiscono l ambiente che le circonda Ernst Haeckel Ellen S. Richards Studio dell economia e del modo di abitare degli organismi. Essa include le relazioni degli animali con l ambiente inorganico con tutta l intricata serie di rapporti ai quali Darwin si è riferito parlando di condizioni di lotta per l esistenza ECOLOGIA ANTROPOLOGICA o ECOLOGIA UMANA «Studio di quello che circonda gli esseri umani e degli effetti che può produrre sulla loro vita» (Richards, 1907). «Studio delle relazioni spaziali e temporali degli esseri umani influenzati dalle forze selettive, distributive e accomodative dell'ambiente» tramite l intervento dell evoluzione culturale (Park, Burgess, Mc Kenzie,1921)

6 D. Di che cosa si occupa l ECOLOGIA UMANA? R. Delle relazioni tra uomo e ambiente R. o, meglio, delle interazioni tra sistema sociale umano e il resto dell ecosistema. E la scienza che studia come gli ambienti naturale e culturale influiscano sulle caratteristiche biologiche di una determinata popolazione umana (Baker, 1994) ECOLOGIA UMANA è la scienza che studia come gli esseri umani, sia come individui che come gruppi sociali, grazie alla loro flessibilità (plasticità), si confrontano con le sfide ambientali, utilizzando mezzi sia biologici sia sociali sia culturali/comportamentali. aspetti genetico-biologico-demografici (popolazione), aspetti organizzativi, socioculturali, tecnici e di comportamento (cultura), aspetti relativi all habitat (ambiente)

7 ecologista s. m. e f. [der. di ecologia] (pl. m. -i). Fautore, sostenitore della necessità di difendere l ambiente e l equilibrio naturale; anche in funzione di agg.: gruppi, movimenti ecologisti. ( ecologista [e-co-lo-gì-sta] s.m. e f. (pl.m. -sti) Chi si impegna in modo particolare in campagne e iniziative per salvaguardare l'ambiente naturale. SIN ambientalista In funzione di agg.: gruppo, organizzazione e. ( dizionario.italiano/) ecòlogo s. m. (f. -a) [tratto da ecologia] (pl. m. -gi o -ghi). Chi si occupa di ecologia, studioso di ecologia (come sezione della biologia). ( ecologist a person who studies the natural relationships between the air, land,water animals, plants etc ( environmentalist - a person who is interested in or studies the environment and who tries to protect it from being damaged by human activities ( ecologists are concerned with ecosystems as a whole, the abundance and distribution of organisms (people, plants, animals), and the relationships between organisms and their environment are advocates of the protection of natural resources from pollution or its effects (environmentalism) (Weiner, 1998)

8 AMBIENTE CLIMATICO AMBIENTE DEI PATOGENI ospite malattia patogeno Adattamenti biologici e culturali Popolazione Individuo i bisogni nutrizionali in energia e nutrienti (biologici) ambiente CONFRONTO UOMO-AMBIENTE gli ecosistemi della produzione alimentare (biomi e/o antromi) AMBIENTE ALIMENTARE

9 Ambiente (biomi/antromi) Conservazione ambientale Pianificazione urbana e ambientale Economia ambientale Ambiente mentale Psicologia Uomo e cultura Ambienti umani Ambienti storici e culturali Storia e cultura locale Arti e mestieri Ambiente antropizzato Ambiente naturale AMBIENTI UMANI Ambiente sociale Ambiente culturale (informazione)

10 The gene regulatory wiring diagram HUMAN SOCIAL GENOMICS social stress-related changes in gene expression Cole S.W. (2014) Human Social Genomics. PLOS Genetics 10, e

11 Miller, A.H. and Raison, C.L. (2016) The role of infiammation in depression: from evolutionary imperative to modern treatment target. Nature Reviews 16,

12 HUMAN SOCIAL GENOMICS COLE S. et al. (2007) Social regulation of gene expression in human leukocytes. Genome Biology 8:R189. DOI: /gb r189 Abstract: Social environmental influences on human health are well established in the epidemiology literature, but their functional genomic mechanisms are unclear. The present study analyzed genome-wide transcriptional activity in people who chronically experienced high versus low levels of subjective social isolation (loneliness) to assess alterations in the activity of transcription control pathways that might contribute to increased adverse health outcomes in social isolates. Figure 1 Differential gene expression in high- versus low-lonely individuals. Genome-wide transcriptional profiles were assessed in peripheral blood leukocyte RNA samples collected from individuals in the top and bottom 15% of the distribution of subjective social isolation. Analysis by Affymetrix U133A high-density oligonucleotide arrays identified 209 transcripts showing >30% difference in mean expression levels across groups (green = over-expression in high-lonely, red = under-expression). High subjective social isolation is associated with a statistically significant net reduction in the number of expressed genes (131 down-regulated versus 78 upregulated, p value by exact binomial test).

13 Conserved Transcriptional Response to Adversity (CTRA) Slavich, G. and Cole, S. (2013). The Emerging Field of Human Social Genomics. Clin. Psychol. Sci. 1,

14 Slavich GM and Irwin MR (2014) From stress to inflammation and major depressive disorder: A social signal transduction theory of depression. Psychological Bulletin 140: Major life stressors, especially those involving interpersonal stress and social rejection, are among the strongest proximal risk factors for depression. Central to this social signal transduction theory of depression is the hypothesis that experiences of social threat and adversity upregulate components of the immune system involved in inflammation proinflammatory cytokines highly conserved biological response to adversity (CTRA) can also be activated by modern-day social, symbolic, or imagined threats, proinflammatory phenotype depression pathogenesis and recurrence, as well as several somatic conditions including asthma, rheumatoid arthritis, chronic pain, metabolic syndrome, cardiovascular disease, obesity, and neurodegeneration strongly predicted by early life stress, and why it often co-occurs with symptoms of anxiety and with certain physical disease conditions.

15 D. Qual è il miglior tipo di felicità per contrastare CTRA? R1. Prospettiva edonica (Kahneman, Dienen and Schwarz) R2. Prospettiva eudaimonica (Waterman, Ruan and Deci) R1. Edonia (piacere e felicità) = felicità egoistica (autogratificazione) R2. Eudaimonia (realizzazione della propria vera natura) = felicità oltre se stessi (raggiungimento di obiettivi positivi o di nobili cause ) edonia vs eudaimonia = semplice piacere vs espressione del sè Fredrickson et al. (2013) A functional genomic perspective on human well-being. Proc. Natl. Acad. Sci U:S:A 110(33): doi: /pnas Epub 2013 Jul 29.

16 CTRA gene expression, monocyte prevalence, and neuroendocrine parameters in individuals chronically high in PSI. (A) Differential expression of 53 CTRA indicator transcripts in five yearly longitudinal PBMC samples from individuals chronically high in PSI (... PSI Perceived Social Isolation o Loneliness (isolamento o ostracismo) (dolore) Solitude (piacere di star soli come scelta consapevole) Is it solitude or loneliness? Steven W. Cole et al. PNAS 2015;112: Myeloid differentiation architecture of leukocyte transcriptome dynamics in perceived social isolation 2015 by National Academy of Sciences

17 PTSD (Post Traumatic Stress Disorder; Disturbo Post Traumatico da Stress) Cole S.W. (2014) Human Social Genomics. PLOS Genetics 10, e

18 Rifiuti! Interazione del sistema sociale umano con l ecosistema (Marten, 2001)