Genetica ed Epigenetica del Comportamento Alimentare

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Feliciano Falcone
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1 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 a eziologia multifattoriale: genetica, comportamentale e ambientale. Fino a poco tempo fa si pensava che il contributo genetico fosse dovuto a mutazioni multigeniche e a polimorfismi che rendono l individuo più predisposto all obesit obesità. 1

2 Recentemente si sono però aperti nuovi orizzonti con lo studio della regolazione epigenetica dell espressione espressione dei geni che contribuiscono allo sviluppo dell obesit obesità. L epigenetica è definita come lo studio delle modificazioni ereditabili nell espressione espressione dei geni che si verificano senza cambiamenti della sequenza del DNA. Questi mutamenti includono la metilazione del DNA, le modificazioni covalenti degli istoni (proteine strutturali che interagiscono con il DNA formando il nucleosoma), processi di rimodellamento della cromatina e attaccamento della cromatina alla matrice nucleare. 2

3 La presenza di un ambiente sfavorevole durante il periodo perinatale o l allattamento l è associato allo sviluppo di obesità nel nascituro. DURHAM, N.C. Se un topo mamma toglie il latte al piccolo provoca dei cambiamenti cerebrali che menomano la sua risposta allo stress da adulto. I deficit alimentari di una donna incinta aumentano nei figli il rischio di diabete, infarto e malattie cardiache nella vita adulta dei nascituri. Ciò suggerisce che la nutrizione della madre durante la gravidanza o lo stile di vita durante l allattamento possano alterare la programmazione del feto e del neonato attraverso meccanismi epigenetici. 3

4 È ancora invece dibattuto il ruolo dell alimentazione nell'età adulta nella modificazione epigenetica e la possibile trasmissione di questi cambiamenti attraverso i gameti. Negli ultimi anni, sono stati riportati diversi esempi di cambiamenti dinamici della modalità di metilazione del DNA dovuti a restrizione/integrazione di sostanze nutritive. Alcuni sono stati osservati durante il periodo perinatale: la restrizione calorica materna è stata correlata a un aumento di metilazione di alcuni geni come il gene Hras. 4

5 Negli ovini la restrizione di nutrienti (ricchi in gruppo di metile) come le vitamine del complesso B (cobalamina( e folati) ) o di aminoacidi (metionina( metionina) ) ha portato alla metilazione del DNA nell'ovocita preovulatorio. Nei topi una dieta carente di acido folico durante il periodo post-svezzamento svezzamento ha aumentato significativamente la metilazione del DNA nelle cellule epatiche e tale situazione persiste anche in età adulta. Più specificamente in relazione con l obesitl obesità, l'esposizione uterina o neonatale a sostanze che provocano un ipo ipo-metilazione del DNA (es. bisfenolo A) è stata associata a un peso corporeo più elevato, sebbene nei ratti tale effetto sia stato contrastato con una dieta ricca di acido folico o genisteina (donatori di metile). 5

6 La genisteina ha indotto ipermetilazione dei geni specifici (es. gene agouti), diminuendo la sua espressione e tutelando in tale modo la prole dall'obesità.. In effetti, la trasmissione transgenerazionale del incremento del peso corporeo è stata impedita da supplementi dietetici che inducono la metilazione. In questo senso, nei roditori l'integrazione alimentare materna sopra i livello fisiologici (superiore al fabbisogno) del gruppo metile (acido folico, cobalamina,, colina e betaina), e una dieta a basso contenuto di proteine durante la gravidanza modifica la metilazione del DNA di alcuni geni chiave del metabolismo (agouti( agouti, recettore dei glucocorticoidi e dei perossisomi proliferator-activated activated receptor-alfa alfa). 6

7 Tutti questi dati suggeriscono che alcuni geni epiobesiogenici,, sotto la regolazione epigenetica influenzata dalle abitudini alimentari nella madre, possano giocare un ruolo importante nell'eziologia e nello sviluppo dell'obesità. Lo studio dei fattori dietetici che influenzano le modificazioni epigenetiche e che favoriscono lo sviluppo di obesità potrebbe favorire l identificazione precoce degli individui con profili di metilazione di geni specifici che aumentano la suscettibilità a sviluppare malattie metaboliche e l obesità e di conseguenza favorire lo sviluppo di efficaci programmi di prevenzione e di monitoraggio della loro evoluzione. Inoltre, potrebbe introdurre un uso efficace e individualizzato dell integrazione alimentare come mezzo per contrastare i profili epigenomici che favoriscono lo sviluppo dell obesit obesità. 7

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