Poate dieta sănătoasă și stilul de viață al tatălui și al mamei să prevină riscul cardio-metabolic la descendenți?

Departamentul de Medicină și Cardiologie, Spitalul Halberg și Institutul de Cercetare, Moradabad, India

Departamentul de Fiziologie Normală, Universitatea de Prietenie a Poporului din Rusia, Moscova, Rusia

Departamentul de Medicină și Cardiologie, Spitalul Halberg și Institutul de Cercetare, Moradabad, India

Departamentul de Medicină și Cardiologie, Spitalul Halberg și Institutul de Cercetare, Moradabad, India

Dia Care și Hormone Institute, Ahamadabad, India

Universitatea BBD, Lucknow, India

KG Medical University, Lucknow, India

6Gulf Medical University, EAU (fostă)

7 Universitatea Durham, Durham, Marea Britanie

Revizuieste articolul

Există dovezi că interacțiunile genă-mediu sunt mediatori pentru dezvoltarea factorilor de risc sau a factorilor de protecție pentru a modela sănătatea și bolile, implicând mecanisme epigenetice [4,7-11]. Reglarea genelor epigenetice cuprinde modificările ereditare în expresia genelor care apar în absența modificărilor aduse secvenței ADN. Mecanismele epigenetice includ plierea cromatinei și atașarea la matricea nucleară, împachetarea ADN în jurul nucleozomilor, modificări covalente ale cozilor de histone [de ex. acetilare, metilare, fosforilare] și metilare ADN [9-12]. Influența ARN-urilor mici și a micro ARN-urilor de reglementare asupra transcrierii genelor este, de asemenea, recunoscută tot mai mult ca un mecanism cheie al reglării genelor epigenetice.

La mame, leucocite din sângele ombilical de la 79 de subiecți nou-născuți, hipometilarea la IGF2 DMR a fost asociată cu obezitatea paternă. De asemenea, s-a observat o asociere inversă persistentă între metilarea ADN la descendenți și obezitatea paternă [modelul de regresie liniară-coeficientul β a fost -5,28, P = 0,003] [12]. Descoperirile sugerează o creștere a metilării ADN-ului la DMF IGF2 și H19 la nou-născuții de la mame obeze. Cu toate acestea, un studiu mai amplu este justificat pentru a explora în continuare efectele potențiale ale obezității materne sau ale stilului de viață asupra epigenomului descendenților. Acest studiu arată un impact preconceptual al obezității paterne asupra reprogramării semnelor de amprentă în timpul spermatogenezei. Având în vedere importanța biologică a imprimării fidelității, studiul susține efectele transgeneraționale ale obezității paterne care pot influența sănătatea viitoare a descendenților.

Părinții descendenților

Factorii de mediu precum dieta, tutunul, alcoolismul, poluanții, somnul târziu, stresul și comportamentul sedentar, nu promovează mutații genetice sau modificări ale secvenței ADN, dar au capacitatea de a modifica epigenomul. Există doar câteva studii care au arătat efectele comportamentului riscant al sănătății tatălui, de la partea paternă la descendenți [11-13]. Aceste rezultate ale părinților indică faptul că predispoziția noastră spre boală poate fi modificată de ceea ce au făcut părinții sau bunicii noștri în timpul punctelor cheie ale vieții în timpul dezvoltării lor [11]. Moștenirea transgenerațională a fost definită ca fiind capacitatea unui factor de mediu sau a unui toxic de a promova un fenotip sau o stare de boală nu numai la individul expus, ci și la descendenții ulteriori pentru mai multe generații. Majoritatea expunerilor din mediu pot influența celulele somatice și nu permit transmiterea transgenerațională a unui fenotip. Cu toate acestea, capacitatea unui factor de mediu de a reprograma epigenomul liniei germinale, cum ar fi o dietă bogată în grăsimi, poate promova o moștenire transgenerațională a fenotipurilor și a stărilor de boală printr-o reprogramare epigenetică semnificativă a liniei germinale..

Într-un studiu experimental, o dietă cronică bogată în grăsimi administrată la tați, programează disfuncția celulelor β la descendenții femelelor de șobolan și induce toleranță la glucoză [IGT] afectată de obezitate, rezistența la insulină în rândul descendenților feminini care s-a agravat în timp, comparativ cu martorii [11] ]. Această dietă a modificat expresia a 642 de gene ale insulelor pancreatice la descendenții femele adulte care aparțineau a 13 clustere funcționale, incluzând legarea cationică și ATP, citoschelet și transport intracelular [11]. O analiză suplimentară a 2492 de gene exprimate diferențial a demonstrat implicarea căilor de semnalizare Ca-MAPK și MnT, a apoptozei și a ciclului celular. Hipometilarea genei Il13ra2 a arătat cea mai mare creștere a expresiei [1,76 ori] pentru prima dată la mamifere [11]. De asemenea, se arată pentru prima dată că s-a observat la mamifere o transmitere non-genetică, intergenerațională, a sechelelor metabolice ale unei diete bogate în grăsimi de la tată la descendenți [11-13]. Este posibil ca daunele cauzate de un conținut ridicat de grăsimi sau grăsimi saturate sau un deficit de acizi grași w-3 și alți micronutrienți, la nivelul componentei epigenetice a genei părinților, să explice aceste efecte transgeneraționale ale trăsăturilor paterne [12]., 18].

Se propune ca în timpul spermatogenezei sau oogenezei, în afară de factorii de mediu, reprogramarea profilelor de metilare să aibă impact asupra genelor imprimate, în timpul sau înainte de concepție de către factori de mediu, dietă, activitate, stres mental, tutun, alcool, poluanți, rezultând alterări fiziologice și metabolice în ouă fertilizată și mai târziu în descendenți [19-21]. (Figura 1). Dieta nesănătoasă, stilul de viață și mediul dăunează spermatozoizilor și ovocitelor și inhibă fertilizarea, iar dieta sănătoasă poate fi protectoare. Funcția spermatozoizilor umani depinde de disponibilitatea eliberării de progesteron de către celulele cumulus din jurul ovulului, care atrage spermatozoizii spre ou și îi ajută să pătrundă în veșmintele de protecție ale oului [19,20]. (Figura 2). Progesteronul induce influxul de Ca 2+ în spermatozoizi și declanșează mai multe răspunsuri fiziologice dependente de Ca 2+, esențiale pentru fertilizarea cu succes. În acest context, compoziția conținutului de acizi grași și flavonoizi din flagelul spermei și învelișul ovocitului par a fi importante pentru a facilita penetrarea spermei în ovocit rezultând fertilizarea [21].

dieta

figura 1. Dieta nesănătoasă, stilul de viață și mediul dăunează spermatozoizilor și ovocitelor și inhibă fertilizarea, iar dieta sănătoasă poate fi protectoare.

Figura 2. Ova de sex feminin care prezintă eliberarea progesteronului pentru a atrage spermatozoizii în timpul fertilizării. Eliberarea de progesteron de către celulele cumulus care înconjoară ovulul atrage sperma spre ovul și îi ajută să pătrundă în veșmintele de protecție ale ovulului. Acizii grași omega-3 și flavonoizii mențin integritatea membranei celulare a ovulului și a spermei.

Pe scurt, în afară de factorii de dietă și stilul de viață, stresul de mediu, influențele sezoniere și poluanții pot influența variațiile epigenetice, inclusiv modificările metilării ADN-ului, modificările histonelor și microARN-urile care pot apărea din cauza deteriorării epigenetice induse de stresul oxidativ [22,26,27]. Deoarece dieta și stilul de viață nesănătoase ale mamei și tatălui pot predispune descendenți nesănătoși, se poate propune ca o dietă sănătoasă și un stil de viață al părinților să inhibe riscul cardio-metabolic și să producă o descendență sănătoasă fără un risc viitor de obezitate, BCV și diabet . Având în vedere aceste dovezi, este posibil ca aportul crescut de acizi grași w-3, aminoacizi esențiali și neesențiali, vitamine antioxidante, minerale, flavanoli și genisteină [bogat în alimente în stil mediteranean] să evite stresul de mediu, de către tată și mamă. au influență benefică asupra sănătății descendenților.

Conflict de interese

Conflictul de interese nu a fost declarat de către autori.

Referințe

Informații editoriale

Redactor șef

Massimo Fioranelli
Universitatea Guglielmo Marconi