Memoria nutrizionale del corpo: il destino biologico si scrive nel tempo

I soggetti anziani hanno sempre dato, almeno in passato, un ottimo esempio di auto-regolazione nutrizionale: contenevano saggiamente il proprio carico alimentare, intuendo forse che le capacità metaboliche stessero cambiando con l’andare dell’età. Ridurre l’introito energetico è anche la chiave di volta di molte terapie anti-cancro. Ma imparare a tenere costantemente un basso profilo calorico è essenziale per creare una memoria fisiologica che giocherà poi a nostro favore. Il futuro è una somma di ricordi biochimici.

Le restrizioni alimentari fanno bene al futuro

Durante l’età adulta, restrizioni anche minime dei comuni apporti alimentari possono espandere notevolmente l’aspettativa di vita e migliorare la salute metabolica, in molte specie viventi. Nei mammiferi la restrizione calorica in tarda età può aumentare la longevità. Eppure gli effetti epigenetici sull’aspettativa di vita e sul benessere, nel corso dell’esistenza, sono più chiari quando la moderazione accompagna i soggetti sin dalla giovinezza (Fig.1).

La memoria nutrizionale deve essere costruita anno dopo anno per ottenere un ringiovanimento cellulare.
Fig.1- Una adeguata restrizione calorica costante favorisce il ringiovanimento cellulare.

La memoria nutrizionale nei topi può contrastare i vantaggi della restrizione calorica: lo studio

I ricercatori guidati da Oliver Hahn hanno condotto uno studio su topi per valutare quanto le restrizioni alimentari in tarda età incidano realmente sulla regolazione del metabolismo e sulla longevità. I topi inclusi nell’esperimento sono stati ben 800 esemplari femminili di 24 mesi. Essi sono stati sottoposti ad un netto cambio alimentare: da una dieta ad libitum (AL) ad una dieta ristretta (DR). I ceppi murini utilizzati per le prove di laboratorio appartengono ad una specie ibrida (B6D2F1): di questi si sottolinea la notevole longevità in condizioni di restrizione dietetica. Gli esemplari sono stati ottenuti mediante tre turni di riproduzione.

Le condizioni di restrizione alimentare hanno avuto inizio quando i topi hanno raggiunto le 12 settimane di vita con gradualità nell’arco di 4 settimane, fino a raggiungere il 40% in meno dell’apporto alimentare normale per i controlli privi di limitazioni (topi AL).

Dopo 24 mesi, il 20% dei topi AL è morto ed i ricercatori hanno ritenuto utile ritagliare dai due gruppi originari, AL e DR, due sottogruppi: essi dovevano valutare, infatti, un ipotetico ribaltamento del tasso di mortalità, applicando ad ogni sottogruppo un cambio alimentare. Così, i topi che provenivano da una alimentazione ristretta (DR) hanno virato verso una alimentazione senza limiti: esemplari detti DRAL (cioè da DR ad AL). Viceversa, il sottogruppo AL ha gradualmente raggiunto la restrizione, costituendo gli esemplari ALDR (da AL a DR).

Inferno ipercalorico: andata e ritorno

Entrambi i cambi alimentari hanno causato variazioni di peso corporeo: gli esemplari DRAL hanno guadagnato peso, mentre gli ALDR lo hanno proporzionalmente perso (Fig.2). Il cambio nutrionale è durato 8 mesi.

La memoria nutrizionale è strettamente legata al tessuto adiposo bianco.
Fig.2- L’incremento del tessuto adiposo bianco innalza la refrattarietà ai miglioramenti in caso di cambio di stile di vita.

Gli animali che sono passati da alimentazione smodata alla restrizione, ma in tarda età, hanno mostrato una percentuale minima di riduzione del tasso di mortalità, rispetto agli esemplari in restrizione cronica. Per i primi 7 mesi dopo il cambio alimentare, infatti, i topi “penitenti” ALDR non hanno mostrato evidenti giovamenti. Viceversa, l’abbandono della retta via da parte dei topi “traviati” DRAL, condotti a nutrizione smisurata, ha causato eccome incremento nel tasso di mortalità.

Se ne evince, quindi, che una costante alimentazione caloricamente ristretta, benchè tardiva, garantisce ugualmente una certa protezione da mortalità precoce.

La memoria nutrizionale tiene il conto: nùtriti bene e scordalo, nùtriti male e pensaci… per sempre

Il gran peso della storia nutrizionale senza freni sul futuro tasso di mortalità degli esemplari murini, nonostante successivo “ravvedimento” calorico e passaggio a restrizione da anziani, denuncia l’esistenza di un fascicolo aperto a nostro carico, al quale non si sfugge. Una simile memoria fisiologica, di fatto, è perfettamente in grado di smorzare, quando non di annulare totalmente, i cambiamenti molecolari indotti da un cambio alimetare. E’ la memoria nutrizionale, quindi, a ridimensionare i benefici che spetterebbero agli organismi anziani entrati in restrizione calorica.

Implicazioni ponderali: aleatorie e relative

I ricercatori hanno registrato un’associazione inversa tra i tassi di cambiamento del peso corporeo, negli esemplari penitenti ALDR, e l’età della mortalità. La maggior perdita peso, infatti, benchè in tarda età, ha allungato l’aspettativa di vita. Lo stesso non può dirsi per i topi giunti sulla via della perdizione ipercalorica.

Nessuna correlazione, invece, accosta il peso corporeo degli esemplari prima del cambio nutrizionale, in nessuno dei due sottogruppi studiati.

In accordo con studi precedenti, tuttavia, il mantenimento di un corretto peso corporeo durante tutta la vita può aumentare la responsività in caso di ravvedimento alimentare, anche in soggetti anziani.

I censori dei nostri costumi: il severo fegato, i severissimi tessuti adiposi

Il sequenziamento dell’RNA di cellule epatiche, cellule adipose brune e bianche ha fatto emergere profili trascrizionali altamente confrontabili tra individui murini traviati DRAL e i cronici sfrenati crapuloni AL. Questo risultato è comune nel fegato, nel tessuto adiposo bruno ed in quello bianco. Al contrario, i profili genetici dei penitenti ALDR somigliano di più a quelli dei saggi individui in cronica restrizione DR, ma questo solo nel più accomodante fegato. In entrambi i tessuti adiposi, invece, tutti i profili sono equiparati agli individui peggiori: i gaudenti senza freni AL.

Il tessuto adiposo, dunque, è il più refrettario tra gli organi-spia ai cambi di passo e di vita.

Non si muove foglia che il gene non voglia

Un regime alimentare cronicamente ristretto determina cambi precisi nell’espressione di 3569 geni epatici, 2412 geni del tessuto adiposo bruno e 3296 geni del tessuto adiposo bianco. Di questi, a 2 mesi dal cambio stabile a favore della morigeratezza, solo 62 geni epatici e 866 geni adiposi nel tessuto bruno e 1609 geni adiposi nel tessuto bianco sono malleabili al cambio. Tutti gli altri geni, invece, sono refrattari al riconoscimento trascrizionale di un cambiamento favorevole di vita. Questi ostinati oppositori compongono la memoria nutrizionale, che ha sede, dunque, prevalentemente nel tessuto adiposo bianco.

E’ probabile che i due tessuti adiposi rispondano solo più lentamente alla restrizione calorica, come suggerito dalla presenza di una inamovibile memoria genica per gli eccessi nutrizionali senza freni. Tuttavia, confrontando i profili genetici di esemplari murini anziani ravvedutisi ALDR ed omologhi ma più giovani, questi ultimi hanno mostrato maggiore responsività del tessuto adiposo. Questo spiraglio di elasticità si richiude, comunque, con l’avanzare dell’età.

Tutta questione di tempo, dunque. Prima si instaura uno stabile regime a basso contenuto calorico, più si gode dei vantaggi in termini di qualità di vita ed aspettativa della stessa.

Ultima la lipidomica: differenziamento cellulare e profilo pro-infiammatorio

Hahn e colleghi hanno, infine, voluto indagare la refrattarietà adiposa ai cambiamenti nutrizionali. Ottenuti dati cellulari di sequenziamento dell’RNA di frazioni vascolari di tessuti riproduttivi (Fig.3-Tabula muris consortium), i ricercatori hanno ricevuto le prime risposte.

Per studiare la memoria nutrizionale delle cellule adipose di topo, i ricercatori si sono affidati ai dati della Tabula muris.
Fig.3 – Tabula muris è un compendio di dati di trascrizione genica.

I precursori delle cellule adipose (adipociti), cioè i pre-adipociti, in topi anziani AL dalla nutrizione smodata, presentavano profondi cambi trascrizionali. In particolare, i ricercatori hanno rilevato una riduzione dell’espressione genica di fattori di crescita e di differenziamento, a fronte di una iper-espressione di mediatori infiammatori (citochine).

Risultati diametralmente opposti sono emersi dall’analisi genetica nei pre-adipociti di esemplari DR cronicamente moderati.

Durature restrizioni dietetiche, infine, hanno rivelato la capacità di indurre una autonoma riprogrammazione del tessuto adiposo bianco, una corretta sintesi di fosfolipidi ed un evidente incremento nella biosintesi di mitocondri. Questi ultimi preziosi organuli cellulari sono le centrali energetiche di ogni cellula aerobia, dal cui numero e dalla cui funzionalità dipendono cicli replicativi controllati e sani.

Riferimenti bibliografici

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *