Siamo ciò che mangiamo: come la dieta può influire sul nostro genoma

Una dieta ricca di zuccheri e grassi può attivare uno stato di infiammazione simile a quello causato da un virus. Non solo, la dieta può avere effetti a lungo termine sul sistema immunitario perché si imprime nella memoria epigenetica delle cellule. È ciò che emerge da uno studio effettuato sugli animali da un team internazionale di ricercatori dell’Università di Bonn.
Fernanda Marchiol, 22 Maggio 2018
Micron
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giornalista scientifica

Una dieta ricca di zuccheri e grassi può attivare uno stato di infiammazione simile a quello causato da un virus. Non solo, la dieta può avere effetti a lungo termine sul sistema immunitarioperché si imprime nella memoria epigenetica delle cellule. Anche variando la dieta, e assumendo molte fibre e pochi grassi e zuccheri, la risposta immunitaria sembra restare eccessiva per molto tempo e sembra accelerare l’insorgenza di malattie cardiovascolari e diabete. Questo emerge dai risultati di uno studio effettuato sugli animali da un team internazionale di ricercatori dell’Università di Bonn, pubblicato in gennaio sulla rivista scientifica Cell. La ricerca è stata illustrata da Marco Bianchi, professore dell’Università Vita-Salute San Raffaele e ricercatore del Progetto EPIGEN, al primo incontro di Biotecnologie Green: la genetica per l’ambiente e la sostenibilità, un progetto di divulgazione scientifica ideato dall’Istituto di Genomica Applicata, che si è tenuto al Museo Friulano di Storia Naturale di Udine. EPIGEN è un’iniziativa del MIUR gestita dal CNR, che coinvolge 70 gruppi di ricerca italiani e ha l’obiettivo di comprendere come i meccanismi epigenetici regolano i processi biologici e contribuiscono all’insorgere e al progredire delle malattie.
Gli scienziati di Bonn hanno condotto un esperimento modificando il regime alimentare di un gruppo di topi per quattro settimane e somministrando loro una dieta ad alto contenuto di zuccheri e grassi, ma povera di fibre. Gli animali hanno subito sviluppato una forte risposta infiammatoria, come se fossero colpiti da un’infezione. In seguito i ricercatori hanno ripristinato il normale regime alimentare degli animali, povero di zuccheri e grassi e ricco di fibre, per altre quattro settimane.
Hanno così potuto osservare due fenomeni. Non appena gli animali tornano a un regime alimentare più sano, l’aumento del colesterolo nel sangue si riduce e lo stato di infiammazione scompare. Invece le cellule infiammatorie si ricordano della dieta assunta come di un’infezione.
«Con il passaggio a una dieta più salutare, queste cellule non restano attive, ma sono pronte ad attivarsi più rapidamente se vengono in contatto con un fattore scatenante un’infiammazione», spiega il professor Bianchi. «Si tratta di una “memoria epigenetica”, che dipende dalle modificazioni del DNA causate dall’assunzione della dieta», continua il professore. «Nel DNA non è scritto il nostro destino, perché avvengono delle sovrascritture», spiega il professor Bianchi, «l’ambiente e l’esperienza modificano il DNA e queste modifiche costituiscono l’epigenoma”».
Questi fenomeni epigenetici avvengono “al di sopra” (epi) dei geni e controllano il modo in cui le cellule accedono alle informazioni contenute nel DNA. Per questo, conoscere la sequenza del DNA, che è unica in ogni individuo e identica in tutte le sue cellule e contiene l’informazione genetica che determina tutte le funzioni dell’organismo, non è sufficiente a spiegare il perché dei processi vitali. Infatti, l’interazione con l’ambiente, l’esposizione a determinate sostanze, le abitudini di vita, il cibo che assumiamo sono in grado di modificare il genoma, pur senza alterarne la sequenza.
Questa memoria epigenetica non era un risultato atteso. Era noto che dopo un’infezione le cellule immunitarie restano per un certo tempo in uno stato di allarme, così se l’organismo dovesse subire una ricaduta, la risposta immunitaria sarebbe più veloce. Ma gli scienziati di Bonn non si aspettavano che il sistema immunitario del topo si ricordasse più a lungo di un cambiamento alimentare che di un’infezione, e che questo causasse una risposta eccessiva ai successivi processi infiammatori.
Tornare a una dieta salutare è quindi sufficiente a interrompere l’infiammazione, ma non a cancellarne il ricordo nella memoria delle cellule. «Sono molti i fattori che possono causare infiammazione, interagendo con il nostro DNA», argomenta il professor Bianchi, «se la soglia di allerta dell’organismo aumenta, la risposta immunitaria sarà più forte e rapida del normale» continua. Il cibo fast-foodscatena nell’organismo dei topi l’attivazione di un grande esercito di cellule immunitarie, come se ci fosse una malattia da combattere. «Cambiando dieta, il sistema immunitario si disattiva, ma è come se fosse stato educato a rispondere in una maniera più violenta», conclude il professore.
Certamente, le evidenze sono state rilevate sugli animali e non è possibile, né etico, valutare questi effetti sugli esseri umani. Ma nel corso della storia sono avvenuti drammatici episodi in cui gli scienziati hanno osservato fenomeni simili sulla popolazione umana. Tristemente noto è il durissimo inverno del 1944, dopo lo sbarco degli Alleati, quando le autorità naziste decisero di bloccare i rifornimenti di cibo nei Paesi Bassi, costringendo una parte della popolazione olandese a una grave carestia forzata.
Dalle informazioni ricavate in anagrafi e archivi ospedalieri, gli studiosi sono riusciti a risalire alle caratteristiche nutrizionali delle razioni di cibo a disposizione degli olandesi. Sono stati condotti molti studi sull’effetto della deprivazione di cibo e calorie sui sopravvissuti e sullo sviluppo dei bambini nati nel cosiddetto inverno della fame. «I ricercatori hanno osservato come la carestia avesse avuto effetti sulle generazioni successive», spiega il professore. «I bambini nati in quell’inverno hanno avuto un rischio maggiore di problemi cardiovascolari per tutto il corso della vita, oltre a effetti negativi sullo sviluppo fisico, come una statura inferiore alla norma». Inoltre, anche i figli dei bambini nati in quell’inverno hanno avuto un rischio maggiore di problemi cardiovascolari, dimostrando che la memoria epigenetica si trasmette attraverso le generazioni.
Altri studi sono stati fatti su popolazioni di emigrati: geneticamente simili, ma con una notevole variazione del regime alimentare. «Ad esempio, i Giapponesi che si trasferiscono negli Stati Uniti spesso abbandonano la loro dieta ricca di proteine del pesce e vegetali, e abbracciano la dieta americana, ipercalorica» racconta il professor Bianchi. «Confrontando lo stato di salute di queste due popolazioni di Giapponesi, che dal punto di vista genetico sono molto simili, è stato riscontrato che gli emigrati hanno una più alta incidenza di malattie cardiovascolari e tumori» continua il coordinatore di EPIGEN, «e questo è stato attribuito principalmente alla dieta».
Una dieta ipercalorica e l’assenza di esercizio fisico possono avere conseguenze drammatiche sull’organismo. «Per la prima volta, il team internazionale di ricercatori di Bonn ha potuto osservare sugli animali in che modo un eccesso di grassi, zuccheri e calorie conduca a uno stato infiammatorio» spiega il professor Bianchi «ma soprattutto ha scoperto che questo stato permane anche dopo il ritorno a una dieta salutare per un tempo ancora sconosciuto».
La comprensione dei processi infiammatori scatenati dalla dieta, ossia gli studi sulle relazioni tra epigenetica e metabolismo, sono recentissimi e fondamentali per la salute umana e potrebbero aprire nuove possibilità nella cura delle malattie cardiovascolari che nell’ultimo decennio, secondo i dati dell’Organizzazione Mondiale della Sanità, sono state la prima causa di morte nel mondo occidentale.

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