Un nuovo studio condotto da ricercatori dell'UCLA rivela che i geni nel cervello possono essere danneggiati dal fruttosio, portando a malattie come il diabete, le malattie cardiovascolari, il morbo di Alzheimer e il disturbo da deficit di attenzione e iperattività.
Una serie di malattie - dal diabete alle malattie cardiovascolari e dal morbo di Alzheimer al disturbo da deficit di attenzione e iperattività - sono collegate ai cambiamenti nei geni nel cervello. Una nuova ricerca dell'UCLA Life ha scoperto che centinaia di questi geni possono essere danneggiati dal fruttosio, uno zucchero comune nella dieta occidentale, in un modo che potrebbe portare a quelle malattie.
Tuttavia, i ricercatori hanno scoperto anche buone notizie:un acido grasso omega-3 noto come acido docosaesaenoico, o DHA, sembra invertire i cambiamenti dannosi prodotti dal fruttosio.
“Il DHA non cambia solo uno o due geni; sembra riportare l'intero pattern genetico alla normalità, il che è straordinario", ha affermato Xia Yang, autore senior dello studio e assistente professore di biologia e fisiologia integrativa dell'UCLA. "E possiamo capire perché ha un effetto così potente."
Il DHA si trova naturalmente nelle membrane delle nostre cellule cerebrali, ma non in quantità sufficiente per aiutare a combattere le malattie.
“Il cervello e il corpo sono carenti nei macchinari per produrre DHA; deve venire attraverso la nostra dieta", ha affermato Fernando Gomez-Pinilla, professore di neurochirurgia e biologia e fisiologia integrativa dell'UCLA e co-autore senior dell'articolo.
Il DHA rafforza le sinapsi nel cervello e migliora l'apprendimento e la memoria. È abbondante nel salmone selvatico (ma non nel salmone d'allevamento) e, in misura minore, in altri pesci e olio di pesce, oltre a noci, semi di lino e frutta e verdura, ha detto Gomez-Pinilla, che è anche membro di Centro di ricerca sulle lesioni cerebrali dell'UCLA.
Gli americani ottengono la maggior parte del loro fruttosio negli alimenti che sono addolciti con sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio, un dolcificante liquido economico a base di amido di mais e da bevande zuccherate, sciroppi, miele e dessert. Il Dipartimento dell'Agricoltura stima che gli americani abbiano consumato in media circa 27 libbre di sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio nel 2014. Il fruttosio si trova anche nella maggior parte degli alimenti per l'infanzia e nella frutta, sebbene la fibra nella frutta rallenti sostanzialmente l'assorbimento dello zucchero da parte del corpo - e la frutta contiene altri componenti sani che proteggono il cervello e il corpo, ha detto Yang.
Per testare gli effetti del fruttosio e del DHA, i ricercatori hanno addestrato i topi a fuggire da un labirinto, quindi hanno diviso casualmente gli animali in tre gruppi. Per le successive sei settimane, un gruppo di ratti ha bevuto acqua con una quantità di fruttosio che sarebbe più o meno equivalente a una persona che beve un litro di soda al giorno. Al secondo gruppo è stata somministrata acqua di fruttosio e una dieta ricca di DHA. Il terzo ha ricevuto acqua senza fruttosio e senza DHA.
Dopo le sei settimane, i topi furono nuovamente messi nel labirinto. Gli animali a cui era stato somministrato solo il fruttosio navigavano nel labirinto a una velocità di circa la metà rispetto ai topi che bevevano solo acqua, indicando che la dieta a base di fruttosio aveva compromesso la loro memoria. I ratti a cui era stato somministrato fruttosio e DHA, tuttavia, hanno mostrato risultati molto simili a quelli che hanno bevuto solo acqua, il che suggerisce fortemente che il DHA ha eliminato gli effetti dannosi del fruttosio.
Altri test sui ratti hanno rivelato differenze più importanti:i ratti che hanno ricevuto una dieta ricca di fruttosio avevano livelli di glucosio nel sangue, trigliceridi e insulina molto più elevati rispetto agli altri due gruppi. Questi risultati sono significativi perché nell'uomo livelli elevati di glucosio, trigliceridi e insulina sono legati all'obesità, al diabete e a molte altre malattie.
Il team di ricerca ha sequenziato più di 20.000 geni nel cervello dei ratti e ha identificato più di 700 geni nell'ipotalamo (il principale centro di controllo metabolico del cervello) e più di 200 geni nell'ippocampo (che aiuta a regolare l'apprendimento e la memoria) che erano alterati dal fruttosio. I geni alterati che hanno identificato, la stragrande maggioranza dei quali sono paragonabili ai geni negli esseri umani, sono tra quelli che interagiscono per regolare il metabolismo, la comunicazione cellulare e l'infiammazione. Tra le condizioni che possono essere causate da alterazioni di questi geni ci sono il morbo di Parkinson, la depressione, il disturbo bipolare e altre malattie del cervello, ha affermato Yang, che è anche membro dell'Istituto per le bioscienze quantitative e computazionali dell'UCLA.
Dei 900 geni identificati, i ricercatori hanno scoperto che due in particolare, chiamati Bgn e Fmod, sembrano essere tra i primi geni nel cervello colpiti dal fruttosio. Una volta che quei geni sono alterati, possono innescare un effetto a cascata che alla fine ne altera centinaia di altri, ha detto Yang.
Ciò potrebbe significare che Bgn e Fmod sarebbero potenziali bersagli per nuovi farmaci per il trattamento di malattie causate da geni alterati nel cervello, ha aggiunto.
La ricerca ha anche scoperto nuovi dettagli sul meccanismo utilizzato dal fruttosio per distruggere i geni. Gli scienziati hanno scoperto che il fruttosio rimuove o aggiunge un gruppo biochimico alla citosina, uno dei quattro nucleotidi che compongono il DNA. (Gli altri sono adenina, timina e guanina.) Questo tipo di modifica svolge un ruolo fondamentale nell'attivazione o disattivazione dei geni.
La ricerca è pubblicata online su EBioMedicine, una rivista pubblicata congiuntamente da Cell e The Lancet. È il primo studio genomico di tutti i geni, le vie e le reti geniche interessate dal consumo di fruttosio nelle regioni del cervello che controllano il metabolismo e la funzione cerebrale.
Precedenti ricerche guidate da Gomez-Pinilla hanno scoperto che il fruttosio danneggia la comunicazione tra le cellule cerebrali e aumenta le molecole tossiche nel cervello; e che una dieta ricca di fruttosio a lungo termine diminuisce la capacità del cervello di apprendere e ricordare le informazioni.
"Il cibo è come un composto farmaceutico che colpisce il cervello", ha affermato Gomez-Pinilla. Consiglia di evitare le bevande analcoliche zuccherate, di ridurre i dessert e in generale di consumare meno zucchero e grassi saturi.
Sebbene il DHA sembri essere abbastanza benefico, Yang ha detto che non è una bacchetta magica per curare le malattie. Saranno necessarie ulteriori ricerche per determinare l'entità della sua capacità di invertire il danno ai geni umani.
L'autore principale del documento è Qingying Meng, uno studioso post-dottorato nel laboratorio di Yang. Altri coautori sono Zhe Ying, un ricercatore associato nel laboratorio di Gomez-Pinilla, e colleghi dell'UCLA, del National Institutes of Health e della Icahn School of Medicine del Mount Sinai a New York.
La ricerca di Yang è supportata dal National Institutes of Health (sovvenzione R01DK104363), così come quella di Gomez-Pinilla (R01DK104363 e R01NS050465).
Pubblicazione :Qingying Meng, et al., "Systems Nutrigenomics Reveals Brain Gene Networks Linking Metabolic and Brain Disorders", EBioMedicine, 2016;
doi:10.1016/j.ebiom.2016.04.008
