Cosa sono nutrigenomica e nutrigenetica?
La nutrigenomica è una nuova scienza che studia l’interazione tra l’alimentazione ed il patrimonio genetico dell’individuo. In particolare, l’impatto che i diversi elementi introdotti con la dieta hanno sui nostri geni. Invece, la nutrigenetica identifica come il patrimonio genetico di ognuno di noi influenzi il metabolismo di ciò che introduciamo con il cibo.
Diverse caratteristiche genetiche: cosa significa?
Ognuno di noi possiede delle caratteristiche genetiche uniche, in grado di influenzare la risposta a vari tipi di stimoli, tra cui anche la composizione della dieta. Queste caratteristiche o meglio “varianti genetiche”, possono essere più o meno comuni nella popolazione umana. Si parlerà di “polimorfismi genetici” se tali varianti sono presenti in più dell’1% della popolazione mondiale.
Quali sono gli effetti dei polimorfismi?
I polimorfismi possono influenzare l’attività delle proteine prodotte dall’organismo sulla base delle istruzioni presenti nei geni. Tali proteine determinano, a loro volta, varie caratteristiche dell’individuo, come quelle fisiche (colore dei capelli, degli occhi, ecc), metaboliche (capacità di metabolizzare i nutrienti introdotti con il cibo, o di metabolizzare i farmaci assunti), o di suscettibilità a sviluppare alcune malattie, o ancora la sensibilità ai farmaci.
Ecco un paio di polimorfismi che influenzano la risposta agli alimenti!
Uno dei più noti polimorfismi genetici riguarda il gene LCT, responsabile dell’enzima lattasi, necessario per la digestione del lattosio, uno zucchero presente nel latte e nei suoi derivati. Quando tale zucchero non viene metabolizzato sufficientemente dall’organismo vengono stimolati i processi di fermentazione nell’intestino con conseguenti dolori addominali, rallentata digestione, flatulenze e diarrea. Ma questo accade solo ad alcune persone che, a causa di una variante genetica del LCT, hanno una ridotta produzione dell'enzima lattasi, e manifestano quindi una intolleranza al lattosio.
Un altro esempio riguarda il gene che contiene le istruzioni per la sintesi di un enzima denominato CYP1A2, che è coinvolto nel metabolismo di molte sostanze, tra cui la caffeina. I polimorfismi in questo gene possono influenzare la velocità con cui la caffeina viene trasformata in un composto che è poi eliminato dall’organismo. Alcune persone sono "metabolizzatori lenti", ovvero possiedono un enzima che ha scarsa capacità di trasformare la caffeina e per questo motivo sono più sensibili ai suoi effetti stimolanti; altre persone, i cosiddetti "metabolizzatori rapidi" eliminano più velocemente la caffeina e mostrano una maggiore tolleranza.
Quindi dipende tutto dal mio DNA?
Sì e no. È vero che una certa variante genetica può predisporre o meno a una specifica condizione, ma è anche vero che l’integrità e la salute del nostro genoma sono determinate dal costante apporto di nutrienti specifici. Per esempio, l'uso di nutrienti “protettivi” per il genoma potrebbe potenzialmente essere utile per ridurre gli effetti delle patologie alle quali si è predisposti.
Quali sono i nutrienti che “aiutano” la stabilità del genoma?
Il folato (o acido folico) è tra i nutrienti più spesso citati come importanti per la stabilità genomica. Per questo è necessario un apporto di folato superiore a 200 microgrammi al giorno; una grave riduzione della sua concentrazione plasmatica causerebbe un danno al genoma pari a quello indotto da una dose acuta di radiazioni ionizzanti. Altri nutrienti che possono influenzare l'integrità genomica sono: vitamina B12, niacina, vitamina E, vitamina A, calcio, riboflavina, acido pantotenico e biotina. Qualunque sia il tipo di nutriente, è di fondamentale importanza anche il suo apporto quantitativo che deve essere ben bilanciato e adeguato alle esigenze e condizioni di ciascun individuo.
In che modo i cibi possono influenzare l’espressione dei nostri geni?
Il cibo non modifica il DNA delle nostre cellule, ma alcuni elementi della nostra dieta sono in grado di influenzare come le istruzioni contenute nel DNA vengano elaborate dall’organismo. Ovvero alcuni alimenti sono in grado di modulare l’espressione genica, per cui alcuni geni possono smettere di funzionare, funzionare di meno o funzionare di più. Questo avviene grazie a processi detti "epigenetici” che permettono di mantenere il DNA ben impacchettato. Per accedere alle istruzioni contenute nei nostri geni le cellule hanno bisogno di ridurre l’impacchettamento e procedere poi alla sintesi delle corrispondenti proteine. Viceversa, rafforzando l’impacchettamento, i geni in questione non potranno essere decodificati e così la loro espressione sarà ridotta.
È possibile stabilire una dieta personalizzata?
Recentemente, nell’ambito del progetto Food4Me che coinvolge diversi paesi europei, è stato condotto un ampio studio randomizzato per valutare l’efficacia di un’alimentazione personalizzata consigliata anche in base alle caratteristiche genetiche di ciascun individuo. Il risultato più interessante è che la dieta personalizzata ha prodotto maggiori e più mirati cambiamenti nei comportamenti dietetici rispetto a una dieta standardizzata. Pertanto, una alimentazione personalizzata che tenga in considerazione anche la suscettibilità genetica potrebbe essere una strategia promettente per ottimizzare le scelte nutrizionali e migliorare lo stato di salute.
Quali sono gli strumenti per gli studi di nutrigenetica e nutrigenomica?
Queste discipline utilizzano diversi approcci di ricerca per indagare l'interazione tra geni e alimentazione. Soprattutto esse sfruttano tecnologie che consentono di identificare e misurare contemporaneamente molte molecole di ciascun tipo specifico (rispettivamente, geni, RNA, proteine, metaboliti), e valutano anche la presenza di eventuali polimorfismi.
Quali sono i loro principali obiettivi?
La nutrigenetica e la nutrigenomica mirano a:
- Identificare, nel nostro organismo, i fattori che funzionano come “sensori di nutrienti”;
- Misurare il grado di impatto di specifici nutrienti sul metabolismo e sull’espressione di determinati geni e individuare delle specifiche concentrazioni “benefiche” di tali nutrienti;
- Identificare dei genotipi che rappresentano fattori di rischio per lo sviluppo di malattie;
- Sviluppare biomarcatori di dis-regolazione metabolica che possono essere influenzati dalla dieta.
Quali sono le prospettive future?
Nutrigenetica e nutrigenomica si occupano della relazione tra geni e nutrienti in modo opposto ma complementare. Esse coprono un campo di ricerca che ha il potenziale di fornire una base scientifica per la personalizzazione delle diete e la prevenzione delle malattie, un traguardo che, allo stato attuale, richiede ulteriori studi e approfondimenti per essere pienamente integrato nella pratica clinica.
Bibliografia:
- Barrea L, Annunziata G, Bordoni L, Muscogiuri G, Colao A, Savastano S; Obesity Programs of nutrition, Education, Research and Assessment (OPERA) Group. Nutrigenetics-personalized nutrition in obesity and cardiovascular diseases. Int J Obes Suppl. 2020 Jul;10
- Ordovas JM, Corella D. Nutritional genomics. Ann Rev Genom Hum Genet. 2004;5:71–118.
- Farhud D, Zarif Yeganeh M, Zarif Yeganeh M. Nutrigenomics and nutrigenetics. Iran J Public Health. 2010;39(4):1-14.
- Food4me Personalised nutrition: An integrated analysis of opportunities and challenges: https://cordis.europa.eu/project/id/265494
