giovedì, Maggio 30, 2024

Il benessere mentale nella malattia infiammatoria intestinale: un focus sulle terapie psicologiche dedicate

La malattia infiammatoria intestinale (IBD), comprendente il morbo di...

Stile alimentare sano e dieta low-carb: la necessità di cambiare la visione culturale per non rimanere sugli stereotipi

Alimentazione, cultura e stile di vita Nonostante decenni di ricerche,...

Il rischio genetico di diabete a tavola: si può intervenire e personalizzare?

Nel 2021 oltre al 7% della popolazione mondiale è...

Anche i muscoli hanno una memoria: ma è nel DNA

Numerosi studi dimostrano che il muscolo scheletrico può essere programmato, dove l’esposizione precoce alla vita di stimoli ambientali porta ad un’alterazione prolungata del fenotipo del muscolo scheletrico in età avanzata. Ciò è stato dimostrato in modelli di mammiferi in cui una ridotta disponibilità di nutrienti durante la gestazione compromette il numero delle fibre muscolari scheletriche, la composizione (proporzioni della fibra veloce / lenta) e la dimensione della prole. Studi epidemiologici condotti su coorti di invecchiamento umano, suggeriscono inoltre che il basso peso alla nascita e la malnutrizione gestazionale sono fortemente associati con la ridotta dimensione del muscolo scheletrico, la forza e la velocità dell’andatura in età avanzata. Nonostante questi dati convincenti, non è noto se il muscolo scheletrico adulto possegga la capacità di rispondere in modo diverso agli stimoli ambientali in modo adattivo o disadattivo. Oppure se gli stimoli sono stati precedentemente rilevati, un concetto recentemente definito come memoria muscolare scheletrica o se questo processo è epi-geneticamente regolato. Infatti, è noto che le cellule dei muscoli scheletrici conservano le informazioni o “ricordano” la nicchia delle cellule staminali del donatore, una volta derivate in vitro da individui fisicamente attivi, obesi e sarcopenici.

Questi studi suggeriscono collettivamente che le cellule del muscolo scheletrico potrebbero essere regolate epi-geneticamente, poiché sembrano non solo conservare informazioni dalla nicchia ambientale da cui hanno avuto origine, ma anche passare questa “firma” molecolare sulla futura progenie di cellule figlie in vitro. Inoltre, abbiamo recentemente riferito che le cellule muscolari scheletriche del topo (C2C12), a seguito di uno stress infiammatorio precoce, passano informazioni molecolari sulle generazioni future (30 divisioni cellulari), attraverso un processo di metilazione del DNA. È importante sottolineare che le cellule che hanno incontrato lo stress infiammatorio catabolico, nella loro precedente vita proliferativa, avevano alterato la capacità di differenziazione quando incontravano lo stesso stress infiammatorio nella successiva vita proliferativa. È stato quindi proposto che una memoria e la suscettibilità del muscolo scheletrico a ripetuti incontri con l’infiammazione, possano essere controllati da modificazioni epigenetiche come la metilazione del DNA, un fenomeno che è stato definito “epi-memoria” muscolo- scheletrica.

Uno studio condotto da ricercatori della Keele University ha dimostrato per la prima volta che i muscoli umani possiedono una “memoria” di una precedente crescita a livello del DNA. I periodi di crescita dei muscoli scheletrici sono “ricordati” dai geni nel muscolo, aiutandoli a crescere più grandi nella vita. La ricerca, pubblicata su Scientific Reports, potrebbe avere implicazioni di vasta portata per gli atleti colpiti dall’uso di droghe per il potenziamento muscolare, poiché i farmaci potrebbero creare cambiamenti duraturi, rendendo i divieti a breve termine inadeguati. Utilizzando le ultime tecniche di genomica, i ricercatori di Keele, insieme alle Università di Liverpool John Moores, Northumbria e Manchester Metropolitan, hanno studiato oltre 850.000 siti sul DNA umano e scoperto i geni “marcati” o “non marcati” con speciali “etichette” chimiche quando il muscolo si sviluppa dopo l’esercizio, ritorna alla normalità e poi cresce di nuovo dopo l’esercizio fisico in età avanzata.

Nello specifico, i geni AXIN1, GRIK2, CAMK4 e TRAF1 hanno mostrato una crescente ipometilazione del DNA insieme a un’espressione genica potenziata per carico, scarico e ricarico. Nei casi in cui l’ipometilazione di questi geni è stata mantenuta anche durante lo scarico in cui la massa muscolare è tornata alla linea di base, indicando una memoria epigenetica della crescita muscolare precedente. Inoltre, i geni UBR5, RPL35a, HEG1 e PLA2G16 precedentemente non studiati nel muscolo scheletrico, insieme a SETD3 hanno mostrato ipometilazione e maggiore espressione genica dopo carico rispetto al basale e hanno mostrato aumenti ancora maggiori, sia nell’ipometilazione che nell’espressione genica dopo il successivo ricaricamento- Questo indica anche una memoria regolata epi-geneticamente per migliorare l’espressione genica durante il ricaricamento. Infine, il team ha identificato i geni GRIK2, TRAF1, BICC1 e STAG1 che diventano ipometilati dopo un singolo esercizio di resistenza acuta, che sono stati mantenuti ipometilati e hanno migliorato l’espressione genica dopo il successivo ricaricamento.

Conosciuti come modifiche epigenetiche, questi “marcatori” o “etichette” indicano al gene se dovrebbe essere attivo o inattivo, fornendo istruzioni al gene di accendersi o spegnersi senza cambiare il DNA stesso. Il dott. Adam Sharples, l’autore senior e docente senior in Fisiologia Cellulare a Molecolare presso la Keele University, e il dottor Robert Seaborne hanno spiegato: “In questo studio, abbiamo dimostrato che i geni nei muscoli che rimanevano con meno “etichette”, questa informazione epigenetica quando cresce dopo l’esercizio nella vita precedente, è importante che questi geni rimangano senza tag anche quando perdiamo di nuovo i muscoli. Ma questo aiuta a “accendere” il gene in misura maggiore, ed è associato a una maggiore crescita muscolare in risposta all’esercizio fisico successivo, dimostrando una memoria epigenetica della precedente crescita muscolare. La nostra ricerca, perciò, ha importanti implicazioni sul modo in cui gli atleti si allenano, si riprendono dall’infortunio e ha conseguenze anche più vaste per gli atleti sorpresi a “doparsi”.

Il dott. Sharples ha spiegato: “Se il muscolo di un atleta cresce, e poi si infortunano e perdono un po ‘di muscoli, può aiutare il loro successivo recupero se conosciamo i geni responsabili della memoria muscolare.” Ulteriori ricerche saranno importanti per capire come diversi programmi di esercizio può aiutare ad attivare questi geni della memoria muscolare”. Seaborne ha proseguito: “Se un atleta d’élite prende farmaci per aumentare la massa muscolare, i suoi muscoli potrebbero conservare un ricordo di questa precedente crescita muscolare: se l’atleta viene catturato e gli viene dato un divieto, potrebbe essere il caso che i divieti non sono adeguati, in quanto possono continuare ad essere vantaggiosi rispetto ai loro concorrenti perché hanno assunto droghe in precedenza, nonostante non le abbiano assunte più. Per confermare questo, sono richieste ulteriori ricerche che utilizzano molecole per costruire muscoli, piuttosto che l’esercizio utilizzato nel presente studio”.

  • a cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, medico specialista in Biochimica Clinica.

 

Letteratura specifica

Seaborne RA et al. Sci Rep. 2018 Jan 30; 8(1):1898. 

Sharples AP et al. Aging Cell. 2016 Aug; 15(4):603-16.

Sharples AP et al. Biogerontology. 2016 Jun; 17(3):603-17.

Latest

Il benessere mentale nella malattia infiammatoria intestinale: un focus sulle terapie psicologiche dedicate

La malattia infiammatoria intestinale (IBD), comprendente il morbo di...

Il rischio genetico di diabete a tavola: si può intervenire e personalizzare?

Nel 2021 oltre al 7% della popolazione mondiale è...

Newsletter

Don't miss

Il benessere mentale nella malattia infiammatoria intestinale: un focus sulle terapie psicologiche dedicate

La malattia infiammatoria intestinale (IBD), comprendente il morbo di...

Il rischio genetico di diabete a tavola: si può intervenire e personalizzare?

Nel 2021 oltre al 7% della popolazione mondiale è...

Sulle cause note dell’acne non ci piove: ma se anche l’alimentazione fosse colpevole?

Sulle origini dell’acne L’acne vulgaris è una condizione infiammatoria cronica...
Dott. Gianfrancesco Cormaci
Dott. Gianfrancesco Cormaci
Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998, specialista in Biochimica Clinica dal 2002, ha conseguito dottorato in Neurobiologia nel 2006. Ex-ricercatore, ha trascorso 5 anni negli USA alle dipendenze dell' NIH/NIDA e poi della Johns Hopkins University. Guardia medica presso la casa di Cura Sant'Agata a Catania. In libera professione, si occupa di Medicina Preventiva personalizzata e intolleranze alimentari. Detentore di un brevetto per la fabbricazione di sfarinati gluten-free a partire da regolare farina di grano. Responsabile della sezione R&D della CoFood s.r.l. per la ricerca e sviluppo di nuovi prodotti alimentari, inclusi quelli a fini medici speciali.

Succo di arancia rossa: ottimo tal quale ed anche fermentato

L'obesità è un problema in costante crescita a causa dei sempre peggiori stili alimentari che stanno prendendo piede. La recente scoperta che l'arancia rossa potrebbe contrastare questo fenomeno,...

La salute e la malattia muscolare nel diabete: i meccanismi, le possibilità, le sfide

Background  Il diabete è un crescente problema di salute e sanità pubblica, che continua ad aumentare nonostante gli sforzi della ricerca e dell’assistenza sanitaria. A...

Allattamento e tumore al seno: precauzioni ed opzioni

Le donne che allattano al seno sono spesso acutamente consapevoli di come si sentono i loro seni, quindi di solito noteranno qualsiasi cambiamento fisico....

Questo si chiuderà in 20 secondi