nutrigenomica & epigenetica dieta, dna e salute sara giadrossi 22 maggio 2012
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NUTRIGENOMICA& Epigenetica
dieta, dna e salute
Sara Giadrossi22 maggio 2012
QUALITA' DELLA VITA
ALLUNGAMENTO DELLE ASPETTATIVE DI VITA > MANTENERSI IN FORMA FISICA ED IN BUONA SALUTE IL PIÙ A LUNGO POSSIBILE DIVENTA PRIMA ANCORA CHE UN DOVERE NEI PROPRI RIGUARDI UNA NECESSITÀ PER CIASCUNO DI NOI.
UN CORRETTO STILE DI VITA UNA ALIMENTAZIONE EQUILIBRATA
CORRETTA E VARIA
MA QUALI SONO I PRINCIPI DI UNA CORRETTA ALIMENTAZIONE?E COME LA GENETICA PUO' AIUTARE NELLA SCELTA DELL'ALIMENTAZIONE
MIGLIORE?
NUTRIZIONE E GENETICA
TUTTI SAPPIAMO CHE PUR SEGUENDO LA STESSA DIETA, ALCUNE PERSONE PRESENTANO UN ECCESSO DI PESO, ALCUNE SVILUPPARE MALATTIE CARDIACHE O ALLERGIE, ALTRE NON SUBISCONO ALCUN EFFETTO.
QUANTE VOLTE È CAPITATO DI NOTARE PERSONE CHE NON INGRASSANO PUR MANGIANDO MOLTO, O ALTRE CHE ACQUISTANO PESO CON FACILITÀ?
COME MAI GLI EFFETTI DANNOSI DI UNA ALIMENTAZIONE SQUILIBRATA SI MANIFESTANO IN MANIERA DIVERSA DA PERSONA A PERSONA?
NUTRIGENOMICA
LA RISPOSTA A QUESTE APPARENTI INCONGRUENZE È SCRITTA NEI NOSTRI GENI > E' NOTO DA TEMPO CHE L'ALIMENTAZIONE E ALCUNI NUTRIENTI SPECIFICI POSSONO CONDIZIONARE IL FUNZIONAMENTO DEI NOSTRI GENI.
ESISTE UN CHIARO NESSO TRA LA NUTRIZIONE E L’ESPRESSIONE GENETICAPATOLOGIE CARDIOVASCOLARI (INFARTO, ICTUS, ECC.)IPERTENSIONEDIABETECANCRO
CONOSCERE QUESTE PREDISPOSIZIONI INDIVIDUALI, DOVUTE A
CARATTERISTICHE GENETICHE UNICHE, PUÒ AIUTARCI A CAPIRE COME FUNZIONA IL NOSTRO ORGANISMO E CONTRIBUIRE A MIGLIORARE IL NOSTRO METABOLISMO, IL NOSTRO BENESSERE E ALLA PREVENZIONE DI MALATTIE COMPLESSE QUALI OBESITÀ, DIABETE, INFARTO, ETC.
IL DNA
PATRIMONIO GENETICO (GENOMA) > DNA > UNITÀ CODIFICANTI (GENI) > 46 CROMOSOMI EREDITATI DAI GENITORI (ALLELI) > UN INDIVIDUO PUO’ PORTARE DUE ALLELI UGUALI O DIVERSI NELLO STESSO SITO CROMOSOMICO (LOCUS) > ETEROZIGOTE/OMOZIGOTE
FILAMENTO DI DNA > PRECISO SUSSEGUIRSI DI NUCLEOTIDI (CIRCA 3 MILIARDI) > L'INFORMAZIONE GENETICA.
3 MILIARDI DI NUCLEOTIDI NEL DNA > 99% E’ CONDIVISO LA DIVERSITA’ INDIVIDUALE RISIEDE NEL RIMANENTE 1%
CIRCA 3 MILIONI DI NUCLEOTIDI L'INSIEME DEGLI SNP (SINGLE NUCLEOTIDE POLYMORPHISM)
DI UN INDIVIDUO DETERMINA LA SUA UNICITA’ RISPETTO AGLI ALTRI ESSERI UMANI
SNP A IMPATTO NUTRIZIONALEPROCESSI CELLULARI ESEMPI DI GENI CON
POLIMORFISMI NOTIPOSSIBILE IMPATTO NUTRIZIONALE
METABOLISMO FOLATO Metilene tetraidrofolato reduttasi, cistatione β sintasi, glutammatocarbossipeptidasiII
Difetti al tubo neuronale,sindrome di Down, patologiecardiovascolari, cancro
OMEOSTASI DEL FERRO Emocromatosi ereditaria legata al gene HFE e recettore della transferrina
Modifica fabbisogni, anemia, sovraccarico da ferro
SALUTE DELL’OSSO Recettore per la vitamina D, recettore per gli estrogeni, collagene di tipo I
Associazione con la salute dell’osso, osteoporosi, mediazione nella traslocazione del calcio e del fosfato
METABOLISMO LIPIDICO Apolipoproteine (AIV, B, B3, E),recettore per la lipoproteina lipasi a bassa densità
Miglioramento degli interventidietetici per modificare ibiomarkers cardiovascolari
FUNZIONE IMMUNITARIA
HLA (MHC), TNFα, altre citochine
Variazione risposte immunitarie e allergie alimentari (es. celiachia), possibile modulazionetramite lipidi dietetici(es ac grassi polinsaturi) per modificare la suscettibilità al cancro attraverso la dieta
IL NOSTRO FENOTIPO (QUELLO CHE SIAMO FISICAMENTE NELLE NOSTRE CAPACITA’, FUNZIONI E COMPORTAMENTO) ANCHE SE DERIVA PRINCIPALMENTE DAL NOSTRO “PROGRAMMA” GENETICO È DETERMINATO ANCHE DALL’EPIGENETICA.
L’EPIGENETICA È LO STUDIO DEI FATTORI CHE DETERMINANO CAMBIAMENTI STABILI ED EREDITABILI, MA REVERSIBILI, NELL’ESPRESSIONE DEI GENI SENZA CAMBIAMENTI NELLA SEQUENZA ORIGINALE DEL DNA
EPIGENETICA
METILAZIONE DEL DNA MODIFICAZIONE DEGLI ISTONI
I NUTRIENTI POSSONO AVERE UN EFFETTO DIRETTO E INDIRETTO SULL’ESPRESSIONE GENICA
1. Ligandi per fattori di trascrizione2. Alterazione (substrati – intermedi)3. Influenza +/- sulle vie di trasduzione del segnale
MECCANISMI DI REGOLAZIONE EPIGENETICA
ALIMENTIAMBIENTE
STILE DI VITA
EPIGENETICA (METILAZIONE
DEL DNA/ MODIFICAZIONE DEGLI ISTONI)
REGOLAZIONE DEI GENI;
METABOLISMO
SONO NECESSARI PER UN CORRETTO SVILUPPO E DIFFERENZIAMENTO SE MAL CONTROLLATI SONO COINVOLTI IN SEVERE PATOLOGIE UMANE
• SINDROME DI RETT - METILAZIONE ABERRANTE (MECP2)• SINDROME DI RUBINSTEIN-TAYBI - PERDITA ACETIL-TRANSFERASI• ANGELMAN/ PRADER WILLI - DIFETTO IMPRINTING• SINDROME DI SILVER-RUSSEL - IPOMETILAZIONE
MECCANISMI EPIGENETICI
L’EPIGENETICA DELLA NUTRIZIONE STUDIA COME L’ALIMENTAZIONE O PARTICOLARI ALIMENTI REGOLANO O INFLUISCONO SULLA REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA
CAMBIAMENTI EPIGENETICI
NUTRIZIONE ED EPIGENETICA
NUTRIENTI E METABOLISMO
NUTRIENTI COMPOSTI FATTORI DI TRASCRIZIONE
GRASSI Acidi grassi, Colesterolo PPARs: recettori per fattori di trascrizione legati al metabolismo cellulareSREBP: sterol regulatory element binding transcription factor 1
CARBOIDRATI Glucosio SREBPs
VITAMINE Vitamina AVitamina E
RXR: retinoic X receptorPXR: pregnane X peceptor
NON NUTRIENTI Flavonoidi NF-kB: fattore di trascrizione
ESEMPI DI FATTORI DI TRASCRIZIONE SENSIBILI AI NUTRIENTI
NUTRIENTI E METABOLISMO
ESEMPIO: ACIDI GRASSI QUALI PALMITICO, OLEICO, LINOLENICO, ARACHIDONICO, LINOLEICO E GLI EICOSANOIDI, SONO LIGANDI PER LE PPAR CHE QUINDI SI COMPORTANO COME SENSORI PER ACIDI GRASSI
LIVELLO ELEVATO DI GRASSI NELLA DIETA INFLUENZA PPARG > INFLUENZA ESPRESSIONE GENICA
•OMEOSTASI DEI LIPIDI•CARBOIDRATI•PELLE
Nutrienti Azione
Vitamine B Folati Accettori e donatori nel metabolismo del carbonio (1C)
Vitamina B12 Cofattore per MS
Vitamina B6 Cofattore per SHMT, CBS
Vitamina B2 Cofattore per MTHFR
Nutrienti della dieta donatori di metili
Metionina Precursore SAM
Coline Rimetilazione omocisteina da parte di BHMT
Betaina Rimetilazione omocisteina da parte di BHMT
Serina Donatori di metili at tetraidrofolato da parte di SH
Micronutrienti Acido retinoico Incremento attivita’ di GNMT
Zinco Cofattori per MAT
Selenio Incremento pathway transolfurazione
NUTRIENTI E METABOLISMO
Origine vegetale Componenti della dieta
Modulatori di HDAC
Allium sativum L. S-allilmercaptositeina Allil mercaptano
Fermentazione fibre della dieta Butirrato
Broccolo Sulforafano
Rafano 6-metilsulfiniexil-isotiocianato
Modulatori di SIRT
Vitis vinifera (uve rosse, vino) Resveratrolo
Rhus toxicodendron (leaves) Fisertina
Rhus vernicuflua (stems) Buteina
Mela, the’, cipolla, noci, frutti di bosco, mirtilli Piceatannolo
Peperone rosso, sedano, prezzemolo Luteolina
Modulatori di HAT
Curcuma longa Curcumina
NUTRIENTI E ATTIVITA’ DI HAT/ HDAC
DIETA COME FATTORE DI RISCHIO
ESEMPIO: RIDOTTO INTAKE DI MICRONUTRIENTI
•VITAMINE B, E, CAROTENOIDI >>> CVD
•FOLATI E CAROTENOIDI >>> CANCRO
•FOLATI >>> DIFETTI DEL TUUBO NEURALE
•VITAMINE B6/B12 E FOLATI >>> IPEROMOCISTINEMIA
DIETA COME FATTORE DI RISCHIO
ESEMPIO: ALTERATO INTAKE DI PROTEINE E/O METODI DI COTTURA CHE PRODUCONO COMPOSTI NOCIVI (CARNI TROPPO GRIGLIATE)
ECCESSIVO CONSUMO DI CARNE IN SOGGETTI ACETILATORI RAPIDI
(VARIANTE GENE CYP1A2)
I
AUMENTO RISCHIO CARCINOGENESI
DURANTE LA VITA I NUTRIENTI POSSONO MODIFICARE I PROCESSI FISIOLOGICI E PATOLOGICI ATTRAVERSO I MECCANISMI EPIGENETICI CHE SONO CRITICI PER L’ESPRESSIONE DEI GENI.
LA MODULAZIONE DI QUESTI PROCESSI ATTRAVERSO LA DIETA O SPECIFICI NUTRIENTI PUO’ PREVENIRE LA PATOLOGIA E MANTENERE IN SALUTE
TUTTAVIA È DIFFICILE DELINEARE PRECISI EFFETTI DEI NUTRIEMTI O DELLE COMPONENTI BIOATTIVE DEL CIBO SU CIASCUNA MODIFICA EPIGENETICA E LA LORO ASSOCIAZIONE CON PROCESSI FISIOLOGICI PERCHE’ ESSI INTERAGISCONO CON I GENI, CON ALTRI NUTIENTI E ALTRI FATTORI AMBIENTALI
INOLTRE, OGNI FENOMENO EPIGENETICO INTERAGISCE CON ALTRI FENOMENI EPIGENETICI, AGGIUNGENDO COMPLESSITA’ AL SISTEMA
CONCLUSIONI
1. SOSTANZE CHIMICHE COMUNEMENTE PRESENTI NELLA DIETA AGISCONO SUL GENOMA UMANO IN MODO DIRETTO O INDIRETTO, ALTERANDO L'ESPRESSIONE O LA STRUTTURA DI UN GENE.
2. IN ALCUNE CONDIZIONI ED IN ALCUNI INDIVIDUI LA DIETA PUÒ RAPPRESENTARE UN SERIO FATTORE DI RISCHIO DI ALCUNE PATOLOGIE.
3. ALCUNI GENI REGOLATI ATTRAVERSO LA DIETA (E LE LORO VARIANTI COMUNI) POSSONO SVOLGERE UN RUOLO NELL'INIZIO, NELLA PROGRESSIONE E/O NELLA GRAVITÀ DI PATOLOGIE CRONICHE.
4. L'ENTITÀ DELL'INFLUENZA ESERCITATA DALLA DIETA NELL'EQUILIBRIO TRA STATO DI SALUTE E MALATTIA, PUÒ DIPENDERE DALLA PREDISPOSIZIONE GENETICA INDIVIDUALE.
5. INTERVENTI DIETETICI BASATI SULLE CONOSCENZE DEI FABBISOGNI NUTRIZIONALI, DELLO STATO NUTRIZIONALE E DEL GENOTIPO, POSSONO ESSERE UTILIZZATI PER PREVENIRE, MIGLIORARE O CURARE PATOLOGIE CRONICHE (NUTRIZIONE INDIVIDUALIZZATA).
CONCETTI CHIAVE
VANTAGGI
FITNESS-METABOLICO PER MIGLIORARE E CURARE LE VARIE FUNZIONI DELL'ORGANISMO MEDIANTE APPROPRIATE SCELTE ALIMENTARI CAPACI DI CORREGGERE DIFETTI METABOLICI E MIGLIORARNE LE PRESTAZIONI FISICHE E CEREBRALI
LA COMPRENSIONE DEL RUOLO DEI NUTRIENTI O DELLE COMPONENTI BIOREATTIVE DEL CIBO NELL’ALTERAZIONE DEI PATTERNS EPIGENETICI CI POTREBBE FORNIRE UNA VIA PER IL MANTENIMENTO DELLA SALUTE ATTRAVERSO LA MODULAZIONE DELLA DIETA CHE È PIU’ FISIOLOGICA DI QUALSIASI FARMACOTERAPIA.
GRAZIE PER L’ATTENZIONE
Sara Giadrossi