Genetica del Gusto - Prof. Paolo Gasparini, Dott. Cristina Zadro

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  • Il Cervello come organo del controllo della nutrizione. (prima Nota)

    I processi mentali che attivano le sensazioni di fame e sete , e il senso di soddisfazione e quindi di limite della ingestione di alimenti , sono conseguenti alla produzione nell' ipotalamo di due ormoni : la leptina e la grelina.

    Questi due ormoni regolano infatti l'appetito (attivato dalla Grelina) e il senso di sazietà (attivato dalla Leptina) , in modo da anticipare le necessita metaboliche attivando l' ipotalamp nell'emettere segnali di fame e di sete.

    Ritmi alterati di vita ( es insonnia) determinano un aumento della grelina e in corrispondenza una diminuzione della leptina , perche tendono ad aumentare il consumo di cibo per recuperare energie psicofisiche .
    Pertanto il controllo della produzione di tali ormoni antagonisti e decisivo e cio significa che le attivita mentali hanno una influenza notevole fin dall' inizio sulle attivita metaboliche . Lo stress favorisce comportamento alimentari scorretti mentre il benessere ed anche il buonumore che nasce dal cenare assieme egli amici provocando uno stato di buona predisposizione sono prodromi necessari a favorire una buona alimentazione che certamente dipende da molteplici altri fattori che il cervello come organo di controllo alimentare e capace di analizzare e coordinare. Potroppo delle potenzialita del controllo cerebrale sulla alimentazione la medicina tradizionale se ne accorge ner casi estrtemi di anoressia e bulimia proprio in quanto il business della medicina e la cura anziche la prevenzione . Paolo Manzelli 20 DIC/2013 ;http://www.edscuola.it/archivio/lre/alimentazione_e_metabolismo.pdf:
    http://www.edscuola.eu/wordpress/?p=17323 ;

    Il Cervello come organo del controllo della nutrizione.(seconda Nota)

    Il cervello controlla il sistema neuro-endocrino cioe e un attivo stimolatore del sistema nervoso autonomo e del sistema immunitario, che sono i mediatori dell'adattamento agli eventi metabolici che permettono di ottenere il fittness di una vita che procede in salute. I nutrizionisti che privilegiano ad una visione energetica della funzionalita calorica del cibo hanno spesso sottovalutato l' impatto della regolazione cerebrale tramite la gestione neurovegetativa (ortosimpatico e parasimpatico), e la regolazione metabolica (anabolismo e catabolismo) .Pertanto e opportuno prendere in considerazione come il cervello regolando direttamente ed indirettamente le funzionalita digestive e metaboliche conduca ad evitare le somatic syndrome tra esse la bowel syndrome o sindrome dell' intestino irritabile che ebbiamo trattato nell' ambito del Progetto Europeo Future Horizon of Nutrition: vedi :
    http://gsjournal.net/.../Social%20Sciences/Download/4309;
    http://gsjournal.net/.../Essays.../%20Medicine/Download/4379 ;
    http://gsjournal.net/.../Resear.../%20Medicine/Download/4506;

    Paolo Manzelli pmanzelli.lre@gmail.con
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  • Si prega di diffondere la seguente comunicazione:

    il Venerdi 13/Dic/2013 si terra l' Incontro NUTRA-SCIENZA 2013 nell' Aula n° 42 del CNR a Firenze , via Madonna del Piano ,50019 Sesto Fiorentino (FI)

    l' obiettivo della incontro NutraSCIENZA per H/2014&15 sara quello di co-organizzare un sistema collaborativo e di alleanze strategiche tra Ricerca ed Impresa per il management della progettazione Europea sul tema Societal Challenge 2 in Agricoltura , Sostenibilita e Benessere.

    More info: Paolo Manzelli /presidente EGOCREANET& c&o Incubatore della Universita di Firenze 335&-760004
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  • Vedi GUT BRAIN AXIS report plus Taste Receptors in the body and brain Paolo Manzelli : http://www.edscuola.eu/wordpress/?p=17323
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  • La Societa industriale ha finalizzato il suo business Farmaceutico sulla cura delle malattie anziche sulla loro prevenzione - Tale impostazione ha condotto a notevoli miglioramenti della salute ma anche ad aumentare costantemente i costi della sanita'. Una strategia di miglioramento della qualita' della vita facilitanto la crescita e la diffusione di conoscenze su la prevenzione delle malattie per tramite la ricerca nutrizionale e al produzione agro-alimentare e nutraceutica di qualita' e' invece quella attualmente perseguita del gruppo di ricerca ed innovazione NUTRA-SCIENZA nel quadro strategico Europeo di Horizon 2020 al fine di realizzare un netto miglioramento della Eco-Economia e per lo sviluppo della futura societa globale della conoscenza vedi info. http://www.facebook.com/groups/195771803846822/
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  • Omeostasi energetica, sistemi di controllo sazietà/fame.. Fattori ambientali e socioculturali.
  • SALATO E ACIDO: Canali ionici AMARO, SAPORITO, DOLCE: recettori sccoppiati proteine G
  • SALATO E ACIDO: Canali ionici AMARO, SAPORITO, DOLCE: recettori sccoppiati proteine G
  • According to differences…………..For example, Teleost fishes have only a small number of T2R genes. In addition, frog and lizard contain no mammalian-like genes and their T2R evolved in a lineage-specific manner. The platypus has one of the smallest T2R repertoires in mammals, which might be due to their semi-aquatic survival environment and diet that seldom taste bitter. Indeed, since plants contain more bitter compounds, herbivorous and omnivorous mammals need a greater level of bitter taste genes compared with carnivores. As a matter of fact that the dog has the smallest T2R genes among placental mammals. Surprisingly, Dong et collegues showed that cow and horsehave a large fraction of pseudogenes compared with primates and rodents.It is possible that T2R genes lost functionalityduring the domestication of cows and horses, resulting in extensive pseudogenization.
  • SALATO E ACIDO: Canali ionici AMARO, SAPORITO, DOLCE: recettori sccoppiati proteine G
  • (òrigin) …… ..AVI and PAV, that identify three different genotypes: AVI/AVI refers to nontaster phenotype, PAV/AVI refers to mediumtaster phenotype, and finally, two PAV alleles expresses a PTC-super taster group which are able to taste a very low concentration of PTC…….These last two phenotypes are part of Taster group. TAS2R38 explains 55-85% of the variance in PTC taste sensitivity….
  • . cibi conteneti caffeina, chinino, isoumuloni (amaro della birra), naringina (pompelmi).
  • PTC/PROP taster inoltre sono maggiormente sensibili alla percezione del dolce, del piccante (capsaicina-chili, piperina-black pepper, e zingerone-ginger), del grasso (distinguono molto meglio tra insalate con il 40% e il 10% di grassi rispetto ai non-taster)
  • La variante associata ad una ridotta sensibilità al sucrosio è maggiormente presente nell'africa sub-sahhariana: nelle zone in cui la disponibilità di alimenti dolce è elevate, vi è minore necessità di saperne percepire basse concentrazioni; per gli individui dei climi freddi, dove la disponibilità di alimenti dolci è più scarsa, è molto più importante saper riconoscere gli alimenti in grado di fornire energia, anche in minima traccia.
  • La componente genetica viene modificata fortemente dai fattori ambientali e dalle esperienze (eventi collegati alla piacevolezza del sapore).
  • Georgia, Azerbaijan, Turkmenistan, Uzbekistan, Tajikistan, Kazakhstan e Cina, fino a Shanghai Le domande alle quali i ricercatori cercavano riscontro erano diverse. Perché in certe aree del mondo si privilegiano certi cibi e certi sapori, mentre altrove le preferenze sono completamente diverse? Dipende dalla disponibilità di certi ingredienti e dalle produzioni alimentari locali o è la produzione di quegli ingredienti e alimenti a essere condizionata dal gusto, cioè dalle capacità percettive degli abitanti di una certa area? E quanto di queste capacità dipende dall'abitudine o dalla cultura e quanto da certe caratteristiche del patrimonio genetico? Infine, quali sono le ricadute sullo stato di salute? all’Azerbaijan in poi, si riscontra una percentuale molto alta di persone che risultano supertaster al test dell’amaro, ovvero che percepiscono il gusto amaro in maniera molto forte. Questo tipo di test riguarda i geni coinvolti nel gusto, dai quali dipendono le nostre preferenze alimentari. Nel Pamir, per esempio, abbiamo registrato una percentuale di supertaster del 37%, altissima se si considera che il dato medio registrato in Europa si aggira tra il 7% ed il 15%. Questo potrebbe spiegare perché quelle popolazioni prediligano una cucina in cui sono dominanti i sapori dolci”.
  • FOX 1930
  • THE: Gene espresso nelle papille gustative. Associato anche alla risposta alla caffeina VODKA e VINO BIANCO: gene correlato alla preferenza al dolce. Conferma associazione già nota in letteratura RAVANELLI: gene per il recettore della capsaicina, correlato alla risposta a sostanze irritanti quali il Butiltiocianato Gene dell'olfatto ITPR3 correla con numerose preferenze. GELATO: gene correlato all'utake di catecolamin PEPERONCINO: recettore per la capsaicina
  • I want to thank all my collaborators, the parters of this spedition and you for the attention

Transcript

  • 1. GENETICA DEL GUSTO
  • 2. … è il principale fattore che guida le nostre scelte alimentari. Il gusto…. Le preferenze alimentari possono contribuire o proteggere dallo sviluppo di un ampio numero di malattie croniche.
  • 3. Quale ruolo ha la variabilità genetica della percezione gustativa? Garcia-Bailo B., Toguri C., Eny K.M., El-Sohemy A. .Taste perception: how sweet it is (to be transcribed by you). Curr Biol. 2009 Aug 11;19(15):R655-6. Fattori ambientali Fattori ambientali, genetica, stile di vita
  • 4. RECETTORI DEL GUSTO Nirupa Chaudhari and Stephen D. Roper The cell biology of taste.Vol. 190 No. 3, August 9, 2010. Pages 285–296.
  • 5. IL GUSTO AMARO Gli studi sulla genetica del gusto hanno inizio nel 1930: A.L. Fox and PTC (Fenil-tio-carbamide) . Due categorie: gli individui “tasters” in grado di percepire il PTC a basse concentrazioni (circa il 70% della popolazione adulta caucasica); e i “ non tasters”, cioè coloro che percepiscono il PTC solo a concentrazioni elevate (il rimanente 30%). I tiouracili (correlano con la sensibilità al PTC) si trovano in molti ortaggi comuni come cavoli, semi di colza, ed è stato identificato come una delle cause di gozzo ( Greer 1950 ).
  • 6. Il numero di geni T2R codificanti per di recettori del gusto amaro differisce enormemente tra le specie Un numero diverso di geni T2R è richiesto per consentire alle diverse specie di identificare diversi composti tossici-velenosi nel loro ambiente Donget al., BMC EvolBiol 2009 Dong D, Jones G, Zhang S. Dynamic evolution of bitter taste receptor genes in vertebrates. BMC Evol Biol. 2009 Jan 15;9:12.
  • 7. Genetica del PTC Studi su famiglie hanno dimostrato che la sensibilità al PTC viene ereditata come tratto mendeliano e che il fenotipo “nontaster” è conferito da un allele recessivo (Snyder, 1931). Il principale gene responsabile del tratto di sensibilità al PTC è il gene TAS2R38 (Kim, 2003). Codifica per un membro della famiglia dei recettori dell'amaro T2R.
  • 8. 3 differenti genotipi spiegano la sensibilità al PTC/PROP PAV/AVI PTC medium-taster AVI/AVI PTC non-taster PAV/PAV PTC super-taster (<1.0 x 10 -4 mol/l) Questo gene spiega fino al 55-80% della variabilità nella sensibilità al PTC. E. Feeney. The impact of bitter perception and genotypic variation of TAS2R38 on food choice. Nutrition Bulletin Volume 36, Issue 1, pages 20–33, March 2011 T2R38 Protein P/A 49 A/V 262 V/I 296
  • 9. Distribuzione dei genotipi PAV e AVI in differenti aree geografiche/ gruppi etnici (Cavalli-Sforza et al., 1994) (Kim et al., 2004)
  • 10. I TASTERS di solito non amano.. ISOFLAVONOIDI ISOTIOCIANATI CATECHINE ANTOCIANINE
  • 11. I TASTERS di solito non amano.. ISOUMOLONI CHININO TANNINI CAFFEINA NARINGINA
  • 12. I TASTERS sono solitamente più sensibili ed evitano : DOLCE PICCANTE GRASSO
  • 13. I NON-TASTERS preferiscono
  • 14. proporre cibi amari con preparazioni che ne smorzino l’amaro TAS2R38 PAV/PAV o PAV/AVI = “ taster” stimolare una dieta variata misure di uso comune per i condimenti TAS2R38 AVI/AVI = “ non-taster” Focalizzare porzioni
  • 15. Nei mammiferi la percezione del dolce è mediata per lo più da un singolo recettore composto da 2 subunità TAS1R2 e TAS1R3 - Mainland Jd et al.Taste perception: how sweet it is (to be transcribed by you). Curr Biol. 2009 Aug 11;19(15):R655-6. - Eny KM et al. Genetic variation in TAS1R2 (Ile191Val) is associated with consumption of sugars in overweight and obese individuals in 2 distinct populations. Am J Clin Nutr. 2010 Dec;92(6):1501-10. Epub 2010 Oct 13. Una variante della regione che regola l'espressione del gene TAS1R3 conferisce una ridotta sensibilità al sucrosio spiega circa il 30-40% della sensibilità al dolce Frequente Africa sub-sahhariana Ile191Val variante in associata al consumo abituale di zuccheri in soggetti sovrappeso ed obesi. I soggetti con genotipo Ile/Ile hanno un consumo di zuccheri superiore. La variazione è associata ad un BMI maggiore . IL GUSTO DOLCE
  • 16. La percezione del gusto dolce e molto complessa: fortemente correlata all'omeostasi energetica e a complessi meccanismi di processamento centrale e periferico del segnale. La preferenza ed il consumo di dolci associate a variazioni in geni implicati nella risposta periferica e centrale al dolce GNAT3 GLUT2 DRD2 Leptina e LEPR Bachmanov A ET AL. Genetics of sweet taste preferences. Flavour Fragr J . 2011 July ; 26(4): 286–294.
  • 17. Il gusto UMAMI Nei mammiferi la percezione del gusto umami è mediata per lo più da un singolo recettore composto da 2 subunità TAS1R1 e TAS1R3 Ligandi : L-glutammato, L-aspartato Identificate varianti geniche in entrambe le subunità in grado di modificare la percezione. Dati contrastanti nelle diverse popolazioni. Shigemura N et al. Genetic and molecular basis of individual differences in human umami taste perception. PLoS One. 2009 Aug 21;4(8):e6717.
  • 18. Il gusto SALATO, l'ASPRO ed il GRASSO I modelli animali dimostrano come ci sia una variabilità percettiva associata a variazioni genetiche Poche informazioni sulla genetica nell'uomo Forte influenza dei fattori ambientali Nirupa Chaudhari and Stephen D. Roper The cell biology of taste.Vol. 190 No. 3, August 9, 2010. Pages 285–296.
  • 19.
    • 2834 partecipanti appartenenti a popolazioni isolate italiane
    • Carlantino (735)
    • Parco genetico FVG (1005)
    • Val Borbera (1094)
    Val Borbera . . Carlantino FVG Genetic Park . 700 campioni appartenenti a 18 comunità lungo la via della seta LA GENETICA DEL GUSTO...... .
  • 20. Correlare fattori genetici e - sensibilità al gusto amaro - preferenze alimentari - consumi Valutare l'influenza della variabilità genetica su specifiche preferenze alimentari correlandole a tratti complessi (predisposizione a patologie) LO SCOPO
  • 21.
    • Dati nutrizionali (EPIC)
    • Preferenze alimentari
    • Test del gusto (PROP e NaCl)
    • Dati anamnestici
    I DATI
  • 22. ANALISI GENETICA Analisi di 370mila varianti del dna per ciascun soggetto (Genotyping 370k illumina chip) Per ciascuna popolazione al momento sono stai effettuate 110 analisi GWAS correlando fenotipo~sesso+età+variazione genetica I risultati sono stati considerati complessivamente per mezzo di una metanalisi
  • 23. IL FENOTIPO GUSTO NEGLI ISOLATI GENETICI ITALIANI..... La correlazione fenotipo-genotipo TAS2R38 spiga circa il 70% del fenotipo taster, come da letteratura
  • 24. IL FENOTIPO SUPER-TASTER LUNGO LA VIA DELLA SETA....
  • 25. VARIAZIONI GENETICHE E PREFERENZE ALIMENTARI 4 risultati altamente significativi (p<5x10-8) 20 associazioni interessanti (p<5x10-7) Tè caldo Ravanelli Piselli, formaggio, anguria, fave.. Vodka e vino bianco Melanzane Limone Carciofi Marzapane Asparagi Mozzarella Olive nere Succo d'arancia Broccoli Pancetta Gelato Peperoncino Cicoria Yogurt bianco Fontina Radicchio Gorgonzola Vino rosso Grappa Latte intero
  • 26. Ringraziamenti Terramadre communities who participated to the project Institute for Maternal and Child Health, IRCCS “Burlo Garofolo”, University of Trieste Italy Prof. Paolo Gasparini Pio D’Adamo Nicola Pirastu Carmela Lanzara Emmanouil Athanasakis Sheila Ulivi Giorgia Girotto Partners Dept. of Food Science, Rutgers University, New Bruswick NJ, USA Prof. Beverly J Tepper