"Il cibo sia la tua medicina e la medicina il tuo cibo", qual è la relazione tra alimenti e genica?

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Caprese - Sputnik Italia, 1920, 20.03.2022
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Approfondimento
Gli scienziati credono che le sostanze presenti nel cibo possano innescare meccanismi molecolari che riprogrammano il DNA. In tal senso è nata anche una nuova branca della scienza, la nutrigenomica, che studia la relazione tra cibo ed espressione genica.
In questo approfondimento di Sputnik verrà data una panoramica dei modi in cui è possibile influenzare i processi biochimici nel corpo per ridurre il rischio di insorgenza di alcune malattie.

Latte e alcol

I biologi hanno scoperto da tempo che il genoma di qualsiasi organismo è in grado di adattarsi all’ambiente circostante. Grazie a questo fenomeno, tutti gli organismi viventi, compresi gli esseri umani, sono in costante evoluzione. Lo stile di vita, il clima, il contatto con certi patogeni e altri fattori determinano l'emergere e il consolidarsi di varianti genetiche che garantiscono l'adattamento e la massima sopravvivenza. I modelli nutrizionali fanno parte di questo sistema.
Un esempio tipico: negli abitanti del Nord Europa i prodotti caseari freschi sono ben assorbiti dal corpo non solo nell'infanzia. Il latte contiene il lattosio che richiede un enzima speciale, la lattasi, per essere digerito. Il suo gene codificante è solitamente attivo solo nei neonati. Dopo lo svezzamento, la sua espressione si indebolisce e i livelli di lattasi diminuiscono. Tuttavia, negli olandesi, svedesi, norvegesi, danesi e britannici la lattasi viene prodotta fino a 20 anni, e talvolta per tutta la vita.
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L'analisi del DNA di resti provenienti da scavi archeologici ha dimostrato che tra 10.000 e 12.000 anni fa sono apparse nel genoma degli europei del Nord le mutazioni corrispondenti a questo fenomeno. Gli scienziati credono che questo abbia dato loro un vantaggio nella lotta per la sopravvivenza e abbia permesso loro di insediarsi in zone poco adatte all'agricoltura, ma ben adatte all'allevamento di bestiame da latte.
Un altro esempio sono i geni che codificano l'alcol deidrogenasi (ADH). Si tratta dell'enzima responsabile del metabolismo dell'etanolo nel fegato e nella mucosa dello stomaco. Nei Paesi del Mediterraneo, da secoli, si bevono alcolici, infatti gli europei del Sud presentano una maggiore espressione dei geni ADH rispetto agli abitanti del Sud-Est asiatico, dove si bene soprattutto tè.
I genetisti hanno stabilito che nei cinesi, giapponesi, coreani e vietnamiti uno dei geni del raggruppamento ADH è stato sostituito da una modifica polimorfica, che facilita la rapida conversione dell'etanolo in acetaldeide, una sostanza significativamente più tossica dell'alcol.
Il gene ALDH che codifica l'aldeide deidrogenasi, un enzima epatico che converte l'acetaldeide in acido acetico, è anch’esso atipico in questi soggetti. Questa variante dell'enzima è meno efficiente di quella presente negli europei.

Correzione metabolica

Le variazioni prodottesi nel genoma umano sotto l'influenza di fattori esterni sono epigenetiche, ossia influenzano l'espressione di singoli geni, ma non la loro sequenza complessiva. Ogni gene nel DNA è responsabile di una particolare proteina. Il proteoma, l'insieme di tutte le proteine, determina l'insieme dei metaboliti, ossia i composti molecolari da cui dipende il tasso delle reazioni biochimiche e il metabolismo nel corpo. Così, le caratteristiche genetiche determinano direttamente il metabolismo.
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Fino a poco tempo fa, la ricerca nutrizionale si era limitata a studiare l'impatto del cibo sulla salute. Negli ultimi anni, invece, è emerso un nuovo campo scientifico, che mette in comunicazione genetica, nutrizione e medicina: la nutrigenomica. Il suo motto è una frase attribuita a Ippocrate: "Che il cibo sia la tua medicina e la medicina il tuo cibo".
L'applicazione pratica di questo approccio è un metodo di correzione metabolica, basato sul rilevamento di marcatori precoci di disturbi metabolici. S’intende applicare questo approccio per trattare l'obesità, il cancro, il diabete di tipo 2, le malattie cardiache e vascolari. Tutte queste patologie sono in gran parte marcate a livello genetico, ma non sono legate a nessun gene in particolare.
La nutrigenomica vede i processi metabolici come un anello della stessa catena, dal DNA ai metaboliti. Le informazioni genetiche immagazzinate nel DNA vengono trasferite durante il processo di trascrizione all'RNA, il quale a sua volta serve da matrice per la sintesi delle proteine enzimatiche. È un ciclo di feedback: l'inizio della trascrizione dipende dalla disponibilità di sostanze necessarie per la formazione delle proteine.
Il cibo è in grado di influenzare sia il processo diretto (innescando l'espressione genica) sia il processo inverso (segnalando la presenza degli enzimi necessari). Inoltre, alcuni nutrienti possono accendere o spegnere i geni che codificano per gli ormoni regolatori. Disturbi nella loro produzione causano gravi malattie.

Dietologia genetica

Gli scienziati hanno cominciato da poco a decifrare i "messaggi" inviati da alcuni alimenti che agiscono come interruttori genetici. Tuttavia, molti centri diagnostici stanno già offrendo test nutrigenetici e sviluppando raccomandazioni personalizzate per una dieta sana sulla base di questi test. Il primo di questi test è stato registrato presso la US Food and Drug Administration (FDA) nel 2017.
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L'analisi del polimorfismo dei geni responsabili del controllo dell'indice di massa corporea e che indicano l'intolleranza a certi alimenti permette di identificare una predisposizione ereditaria alla carenza di certe vitamine o elementi. Finora, la precisione dei test è molto bassa e i risultati non possono essere utilizzati per ottenere un quadro completo del metabolismo del corpo.

Secondo gli scienziati, in futuro si svilupperà un intero campo della medicina personalizzata dedicato alla dietologia genetica.

I nutrizionisti, in collaborazione con i genetisti, sulla base di test genetici, saranno in grado di elaborare protocolli nutrizionali individuali per mantenere la salute e prevenire le malattie. Sono già state sviluppate raccomandazioni nutrigenetiche preliminari per i pazienti con ipertensione, cancro, diabete e malattie cardiovascolari.
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