Când alimentele schimbă funcția genelor

Nutriția maternă influențează metabolismul grăsimii și zahărului descendenților prin modificări epigenetice.

După cum arată un studiu condus de Institutul German pentru Nutriție (DIfE) la șoareci, o dietă bogată în grăsimi duce la modificări epigenetice ale descendenților în timpul sarcinii și alăptării. Aceste modificări afectează căile metabolice care sunt reglate de hormonul intestinal GIP (polipeptidă inhibitoare gastrică), făcând descendenții adulți mai sensibili la obezitate și la rezistența la insulină, precursorul diabetului de tip 2. Mecanisme similare nu pot fi excluse la oameni, spune Andreas F.H. Pfeiffer, șeful departamentului de nutriție clinică la DIfE.

Studiul este un proiect de cooperare interdisciplinară al Centrului German pentru Cercetarea Diabetului (DZD), în care au fost implicați nu doar oamenii de știință de la DIfE, ci și cercetătorii de la Helmholtz Zentrum München. Echipa de oameni de știință condusă de Andreas F. H. Pfeiffer și primii autori Michael Kruse și Farnaz Keyhani-Nejad și-au publicat recent rezultatele în revista Diabetes (Kruse și colab., 2016; 65: 1-11; DOI: 10.2337/db15-0478).

Din punct de vedere genetic, oamenii și șoarecii sunt foarte asemănători

După cum observă oamenii de știință din întreaga lume, copiii mamelor obeze prezintă un risc mai mare de obezitate și boli metabolice. Rezultatele studiilor mai recente sugerează că efectele epigenetice legate de dietă ar putea juca, de asemenea, un rol ca cauză. Deoarece oamenii și șoarecii sunt genetic foarte asemănători, mulți oameni de știință folosesc modele de șoarece pentru a cerceta astfel de relații în condiții controlate. Astfel de studii nu sunt posibile la om.

În focus: GIP (polipeptidă inhibitoare gastrică)

Studiul actual s-a axat pe efectele epigenetice asupra căilor metabolice reglementate de GIP care sunt declanșate de dietă în timpul sarcinii și alăptării. GIP este un hormon care este eliberat de intestin după ingestia de alimente și care stimulează eliberarea de insulină din pancreas. Influențează metabolismul celulelor adipoase și arderea grăsimilor în mușchii scheletici și, ca hormon anabolic, favorizează acumularea masei corporale.

GIP își mediază efectele prin așa-numitul receptor GIP. Dacă acest lucru lipsește, ca și în cazul șoarecelui Gipr -/-, hormonul nu își mai poate dezvolta efectul natural și animalele sunt în mod normal protejate de obezitate și rezistență la insulină. Întrucât căile metabolice reglementate de GIP pot fi ușor investigate folosind modelul Gipr -/- mouse, cercetătorii au folosit această tulpină de șoarece pentru studiul lor. Tulpina de tip sălbatic a modelului mouse-ului a servit drept control.

Împărțirea în trei grupe

În primul rând, cercetătorii au împărțit mamele șoareci în trei grupuri care au primit alimente diferite în timpul gestației și alăptării:
• Grupa 1: șoareci Gipr -/- care au primit alimente bogate în grăsimi
• Grupa 2: șoareci Gipr -/- care au primit alimente normale
• Grupa 3: șoareci de tip sălbatic cu un receptor GIP intact care au primit alimente normale
După înțărcare, toți descendenții din cele trei grupuri au primit hrană normală timp de 22 de săptămâni și apoi o dietă bogată în grăsimi pentru încă 20 de săptămâni.

Activitatea diferitelor gene

După cum au observat cercetătorii, descendenții adulți din grupele 1 și 3 au câștigat semnificativ în greutate în dieta bogată în grăsimi de 20 de săptămâni, deși au consumat mai puțin decât descendenții din grupa 2. Au avut, de asemenea, niveluri ridicate de colesterol din sânge, zahăr și insulină, au prezentat reacții inflamatorii crescute în țesutul adipos, au avut celule grase mai mari și au ars mai puține grăsimi în mușchi. Cercetătorii au descoperit, de asemenea, că activitatea diferitelor gene din grupurile 1 și 3 a fost schimbată în comparație cu grupa 2. Acestea sunt gene care joacă un rol în arderea grăsimilor musculare și a proceselor inflamatorii din țesutul adipos sau care sunt implicate în reglarea consumului de energie de către creier.

În ce măsură rezultatele pot fi transferate oamenilor rămâne de văzut

„Activitățile genetice modificate pot fi urmărite în parte până la metilarea ADN-ului, adică modificări epigenetice”, spune Pfeiffer. „Rezultatele noastre indică, de asemenea, că GIP joacă, de asemenea, un rol în reglarea aportului de energie controlat de creier, probabil reducând indirect sensibilitatea la insulină a hipotalamusului”, continuă endocrinologul. Aceasta este o constatare complet nouă. În ce măsură rezultatele pot fi transferate oamenilor, trebuie să vedem. Sunt încă multe de cercetat aici. Cu toate acestea, cert este că dieta nu numai că are o influență directă asupra unei persoane, ci poate influența și descendenții lor.

Sursa: Institutul German pentru Nutriția Umană Potsdam-Rehbrücke (DIfE)