Epigenetica e lunghezza dei telomeri
Abbiamo già parlato su nutrizionistica.it di genetica dell’obesità; un argomento molto interessante e di cui mi occupo da qualche tempo è anche l’epigenetica dell’obesità. Le prime osservazioni, vere e proprie pietre miliari, furono quelle dell’epidemiologo David Barker, che osservò che i nati da madri malnutrite durante la gravidanza mostravano un incremento del rischio di sviluppare sindrome metabolica e diabete da adulti. Barker studiò una coorte di madri sottoposte a restrizione calorica per l’assedio dell’Olanda da parte dei nazisti durante la seconda guerra mondiale e seguì la loro progenie, fatta di ragazzi e poi uomini e donne che hanno vissuto invece a guerra terminata in un ambiente privo di restrizioni caloriche anzi, al contrario, “obesogenico”. La sua teoria era che il feto di una madre malnutrita sviluppa un’attitudine ad una grande efficienza di assimilazione dei nutrienti e che quindi il figlio, da adulto, si porterà dietro, per tutta la vita, questa attitudine che, in presenza di un ambiente di vita “obesogenico”, si tradurrà appunto in sovrappeso e diabete. Dopo alcuni decenni si sono accumulati una serie di studi sul sovrappeso e l’obesità durante la gravidanza: i figli nati da madri sovrappeso ed obese durante la gravidanza hanno un rischio aumentato di sviluppare, da bambini ma anche da adulti, diabete di tipo 2, sovrappeso e sindrome metabolica. Perché succede questo? Diversi studiosi hanno suggerito che questo fenomeno è l’altra faccia della medaglia della teoria di Barker: durante la vita intrauterina l’esposizione del feto ad elevati livelli di grassi saturi, zuccheri e sale porta ad un “iper-sviluppo” di quelle aree del cervello che operano il controllo sul senso di fame e sazietà. I recettori del salato, del dolce, del “palatabile” (grassi saturi) si sviluppano plasticamente nel feto (ricco di cellule staminali) a seconda dell’esposizione alle sostanze ai quali il feto è esposto. Dopo la nascita questa plasticità viene via via persa, per cui quel bambino che in utero era stato esposto ad un iper-sviluppo di questi recettori cerebrali avrà un pool di tali recettori così “ricco” che, per essere “soddisfatto”, necessita di alimenti ad elevata palatabilità (elevato contenuto di zuccheri, sale, grassi saturi). Molto interessante è stato anche notare che l’imprinting metabolico non viene conferito solo dalla madre durante la gravidanza, ma anche dal padre: i neonati di padri obesi hanno infatti mostrato modificazioni epigenetiche che modificavano il livello di espressione di geni responsabili della produzione di enzimi coinvolti nella regolazione del metabolismo energetico. Queste modificazioni epigenetiche si osservano infatti nel genoma dello spermatozoo e si ritrovano nel genoma del feto.
Queste teorie sull’epigenetica dell’obesità sono state verificate sperimentalmente sui modelli animali (gli unici nei quali, ovviamente, è possibile indagare a livello istologico le aree del cervello coinvolte), aprendo la strada a ulteriori studi sull’uomo, che possono essere solo di tipo osservazionale.
Recentemente è stato ad esempio osservato che la lunghezza dei telomeri del feto è associata ad alcuni nutrienti presenti nel sangue materno durante la gravidanza. I telomeri come noto sono le estremità dei cromosomi, costituiti da sequenze di DNA ripetitive e non codificanti, che vengono accorciate ad ogni ciclo di replicazione: la lunghezza dei telomeri è stata da tempo associata all’aging, all’invecchiamento cellulare e di conseguenza tissutale, oltre che ad uno status di eu-metabolismo. Alcuni studi hanno individuato una associazione inversa tra lunghezza dei telomeri ed aumento del rischio di patologie degenerative, oncologiche e cardiovascolari (1). Inoltre è stato osservato che la lunghezza dei telomeri alla nascita è predittiva della lunghezza dei telomeri per tutta la vita (2).
Marie Vather e collaboratori (3) hanno studiato una coorte madre-figlio di un villaggio andino dell’Argentina nord occidentale: in pratica tutte le 99 gravidanze del villaggio nell’arco di un anno, in una popolazione geneticamente omogenea. Sono stati prelevati campioni in varie fasi dello studio ed analizzati al Karolinska Institute di Stoccolma. Gli autori hanno concluso che la lunghezza relativa dei telomeri della placenta, ma non il sangue del cordone ombelicale, era associata inversamente all’indice di massa corporea (BMI) materno, alla percentuale di grasso corporeo della madre ed alla vitamina B-12, ed associati positivamente con una concentrazione di vitamina D.
Questo studio si somma ad un precedente studio (4) che, su una casistica molto più ampia, si era concentrato solo sul parametro BMI: in una coorte belga di più di 700 gravidanze l’indice di massa corporea materno è stato trovato inversamente associato alla lunghezza dei telomeri del neonato.
In conclusione quindi vi sono prove sempre più convincenti secondo cui lo stile di vita, l’indice di massa corporea e la qualità nutrizionale dei genitori in epoca pre-gravidica e della madre durante la gravidanza possa giocare un ruolo nel benessere metabolico del figlio per tutto l’arco di durata della sua vita: un imprinting epigenetico conferito sia dallo spermatozoo che dall’ambiente intrauterino di sviluppo fetale.
Bibliografia
1) Smith L, Luchini C., Demurtas J. et al. Telomere length and health outcomes: An umbrella review of systematic reviews and meta-analyses of observational studies, Ageing Research Reviews, 51, 2019, https://doi.org/10.1016/j.arr.2019.02.003.
2) Bijnens, E.M., Zeegers, M.P., Derom, C. et al. Telomere tracking from birth to adulthood and residential traffic exposure. BMC Med 15, 205 (2017). https://doi.org/10.1186/s12916-017-0964-8
3) Marie Vahter, Karin Broberg, Florencia Harari, Placental and Cord Blood Telomere Length in Relation to Maternal Nutritional Status, The Journal of Nutrition, , nxaa198, https://doi.org/10.1093/jn/nxaa198
4) Martens, DS, Plusquin, M., Gyselaers, W. et al. Indice di massa corporea materno pre-gravidanza e lunghezza dei telomeri del neonato. BMC Med 14, 148 (2016). https://doi.org/10.1186/s12916-016-0689-0