Genomica Nutrizionale

 
Geni, alimentazione e cancro: la nutrigenomica

 

 Generalità

 

Attualmente la Genomica Nutrizionale si divide in 2 campi di ricerca chiaramente differenti (vedi figura):

1. La Nutrigenomica propriamente detta che consiste nel comprendere in che modo i nutrienti che introduciamo con la dieta influenzino l'omeostasi cellulare, alterando l'attività dei geni, la produzione di proteine e/o la produzione di metaboliti. Studia i legami tra geni, tumore e sostanze alimentari e la capacità  dei nostri cibi di stimolare, bloccare o preparare certe reazioni chimiche che possono giocare un ruolo assolutamente cruciale nella cancerogenesi. 

 

2. L'altro  campo di ricerca consiste nel comprendere in che modo le singole varianti del genoma umano influenzino la risposta dell'organismo ai nutrienti, aumentando o diminuendo il rischio di contrarre patologie correlate alla nutrizione. Lo studio e la caratterizzazione di queste varianti, così come le basi molecolari della stessa predisposizione, si chiama Nutrigenetica.

 


fig. 01 -  clicca qui per ingrandire la figura


 A) Il legame tra geni, alimentazione e cancro: la nutrigenomica

Una cellula, in seguito alla comparsa di anomalie  mal riparate dai geni, che in condizioni normali controllano e regolano i fenomeni di divisione cellulare, perde l'integrità del patrimonio genetico. A questo punto il rischio che possa originarsi un cancro è molto elevato. Questi geni, che sono fondamentali sia per la vita sia per il cancro, appartengono a due tipi:

1) geni acceleratori, che stimolano la divisione cellulare;  sono chiamati oncogeni perché, se attivati in modo anomalo, provocano la comparsa di un tumore maligno. Per stimolare o indurre la moltiplicazione cellulare, la maggior parte di questi geni agisce per coppie di proteine che vengono dette fattori di crescita. Queste coppie sono  composte da un recettore, una proteina ancorata sulla superficie esterna della cellula e da una proteina messaggera (il fattore di crescita) che è relegata all'esterno della cellula produttrice e che va a cercare il suo recettore specifico. Quando lo trova, il contatto assolutamente perfetto tra il recettore e il messaggero corrispondente fa scattare un segnale che si propaga all'interno della cellula mediante una serie di reazioni a cascata e finisce per giungere agli interruttori dei geni della divisione, che si accendono provocando la moltiplicazione cellulare.

2) geni inibitori che inibiscono la divisione cellulare; sono chiamati antioncogeni o geni soppressori del tumore perché quando si mettono in funzione bloccano la moltiplicazione cellulare e quindi lo sviluppo di un cancro. Il più importante di questi è il P53 o "guardiano del genoma".  E' fondamentale che il genoma di una cellula rimanga integro. A tal fine Il DNA viene letto e riletto continuamente e finché il P53 sente che il DNA è integro non fa nulla. Se il P53 si rende conto che la cellula ha subito trasformazioni e che le alterazioni genomiche non vengono più riparate correttamente, provoca brutalmente il suicidio (apoptosi) della cellula in cui si trova. Suicidandosi a sua volta.  Se una cellula produce troppi recettori capaci di stimolare la sua crescita, oppure recettori troppo sensibili, o ancora messaggeri stimolanti (i fattori di crescita) in quantità eccessiva, esiste la possibilità che si sviluppi un tumore. Se a causa di una mutazione il P53 non funziona più, si potranno produrre tutte le alterazioni genomiche, compresa quella propizia alla moltiplicazione cellulare maligna.

Ciascuna cellula per dividersi deve innanzitutto produrre i cromosomi. Per farlo ha bisogno di materiali ed energia.

a) i materiali sono costituiti da due tipi di macronutrienti: le proteine e i grassi. I grassi (o lipidi) sono in grado a loro volta, in caso di necessità, di trasformarsi in zuccheri e quindi di servire alla combustione di cui abbiamo parlato. Le proteine sono invece gli elementi fondamentali, i materiali di base che servono a costruire tutte le sostanze viventi (funzione plastica). Oltre a questi tre componenti fondamentali, bisognerà usare altri composti rappresentati dalle vitamine, dagli oligoelementi, dai metalli e da un genere di molecole molto semplici, gli enzimi, che servono a provocare, catalizzare, regolare alcune reazioni indispensabili al buon funzionamento delle cellule.

b) gli elementi che le cellule utilizzano per produrre energia sono: zucchero e ossigeno. La cellula infatti solo bruciando lo zucchero, sia quello che abbiamo ingerito, sia quello che ha messo da parte come riserva sotto differenti forme, riesce a produrre energia. L'ossigeno, necessario è fornito dal sangue grazie all' emoglobina,  proteina che si trova nei globuli rossi e che provvede al suo trasporto.

Proteine, lipidi, glucidi, vitamine e gli altri oligoelementi provengono tutti dai cibi che ingeriamo. L'ossigeno dall'aria che respiriamo. Se ciò che mangiamo non è di buona qualità o non è equilibrato, cioè non soddisfa i nostri bisogni, la nostra alimentazione ci apporterà anche cattivi materiali da costruzione e i nostri meccanismi di sintesi cellulare ne potranno essere disturbati. In altre parole noi costruiamo le nostre cellule con ciò che mangiamo.

I composti bio-attivi contenuti nella nostra alimentazione possono agire anche direttamente sui processi di riparazione del DNA e sui meccanismi di differenziazione cellulare; sullo stato di attività o, viceversa, di quiescenza dei nostri geni; o ancora sulla produzione dei cancerogeni endogeni o, al contrario, sulla loro detossificazione. Oppure, infine, direttamente sulla capacità del nostro DNA di prepararsi a essere duplicato nella fase della sintesi che precede la divisione. La nutrigenomica è questo. Essa studia quindi le sostanze alimentari; ma anche la capacità  dei nostri cibi di stimolare, bloccare o preparare certe reazioni chimiche che possono giocare un ruolo assolutamente cruciale nella cancerogenesi (nutrigenetica).

Riferimenti bibliografici e letteratura scientifica


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