Donne e diabete

L’esercizio fisico durante la gravidanza riduce il rischio di diabete di tipo 2 nella prole, rileva uno studio

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Un nuovo studio ha dimostrato che l’esercizio materno durante la gravidanza migliora la salute metabolica della prole, anche quando la madre è obesa o segue una dieta ricca di grassi. L’esercizio fisico da parte della madre induce la placenta a secernere la proteina chiave SOD3, con conseguente riduzione del rischio di diabete per la prole. I risultati del documento hanno identificato i meccanismi alla base di questo processo.

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I risultati sono stati pubblicati sul Journal Diabetes il 15 marzo 2022.

Una tendenza preoccupante

L’obesità materna e il diabete di tipo 2 sono in aumento. Oltre il 30% delle donne in età fertile nei paesi occidentali e asiatici sono classificate come obese. Nel frattempo, si prevede che 630 milioni di persone vivranno con il diabete di tipo 2 entro il 2045. I bambini nati da madri obese o con diabete di tipo 2 hanno un rischio maggiore di contrarre il diabete, anche dopo aver continuato a vivere una vita sana.

“Con la crescita dell’obesità materna, si sta formando un ciclo preoccupante in cui i rischi del diabete vengono tramandati di generazione in generazione”, afferma il professore assistente Joji Kusuyama dell’Istituto interdisciplinare per le scienze di frontiera (FRIS) della Tohoku University e autore principale dello studio . “L’arresto di questo ciclo è un problema medico critico e urgente”.

Nel gruppo di ricerca con Kusuyama c’erano Laurie Goodyear, Nathan Makarewicz, Brent Albertson, Ana Alves-Wagner, Royce Conlin, Noah Prince, Cristiano Alves, Krithika Ramachandran e Michael Hirshman del Joslin Diabetes Center; Chisayo Kozuka del Centro di Scienze Mediche Integrative di RIKEN; Toshihisa Hatta dell’Università di Medicina di Kanazawa; Yang Xiudong e Yang Xia dell’Università del Texas a Houston; e Ryoichi Nagatomi della Graduate School of Biomedical Engineering della Tohoku University.

In precedenza, il gruppo ha dimostrato che l’esercizio durante la gravidanza ha enormi benefici sulla salute metabolica della prole, dimostrando che la SOD3 derivata dalla placenta, che sta per supuroexide dismutasi 3, svolge un ruolo chiave nel trasmettere i benefici dell’esercizio materno alla prole. Basandosi su questo, il team ha deciso di capire come SOD3 impedisce che gli effetti negativi dell’obesità vengano trasmessi da madre a figlio e ha scoperto che SOD3 inibisce le anomalie indotte dalla dieta ricca di grassi nel metabolismo del glucosio della prole.

Il legame tra obesità materna e infantile

La metilazione dell’istone svolge un ruolo fondamentale nella modificazione epigenetica: modifiche ereditabili ai filamenti di DNA che non influenzano le coppie di basi ereditate. Il gruppo metilico (-CH3) si lega a un amminoacido nella coda delle proteine ????istoniche che avvolgono il DNA, a volte attivando l’espressione genica, a volte inibendola.

Quando una madre consuma una dieta ricca di grassi, la trimetilazione dell’istone H3 H3K4me3 viene ridotta nel fegato fetale e ostacola l’espressione dei geni del metabolismo del glucosio.

Questo, hanno scoperto i ricercatori, è causato da due cose. Le specie reattive dell’ossigeno (ROS) – ossigeno in uno stato riattivato e attivato che aiuta il metabolismo e le funzioni cellulari dell’organismo – diventa elevato. Nel frattempo, WDR82, una proteina chiave che regola l’istone metiltransferasi, diventa ossidativa, compromettendo le funzioni proteiche.

L’esercizio materno protegge la prole dagli effetti dannosi sul metabolismo del glucosio quando la madre consuma una dieta ricca di grassi.
La proteina SOD3 derivata dalla placenta e indotta dall’esercizio svolge un ruolo fondamentale nel miglioramento dei livelli delle specie reattive dell’ossigeno (ROS), della carbonilazione proteica e della modifica dell’istone.
CREDITO: Kusuyama et al.

Gli effetti dannosi di una dieta ricca di grassi materna sul metabolismo della prole sono invertiti dall’esercizio materno. La manipolazione genetica ha dimostrato che la SOD3 placentare è indispensabile per gli effetti protettivi dell’esercizio materno sulla prole.

Lo studio ha anche evidenziato quanto sia cruciale l’esercizio per negare questo. Quando i ricercatori hanno infuso la N-acetilcisteina (NAC), un antiossidante che aumenta le prestazioni nel fegato, nel fegato fetale, non ha riprodotto i risultati di SOD3. Ciò suggerisce che la SOD3 prodotta naturalmente dall’esercizio durante la gravidanza è fondamentale per il benessere metabolico della prole.

Implicazioni per il futuro

Data la semplicità e l’economicità dell’esercizio, incoraggiare le madri a fare esercizio potrebbe aiutare a invertire i tassi allarmanti di obesità e diabete di tipo 2. I meriti di SOD3 potrebbero non essere limitati allo stress metabolico di Kusuyama. “Potrebbero esserci benefici più ampi di questa proteina su altri organi del bambino. Attualmente stiamo esaminando le modifiche nel tessuto della placenta causate da SOD3 che potrebbero avere impatti positivi per tutta la vita sui bambini”.

Gli autori avvertono che lo studio è solo nella fase preclinica e la sua applicabilità all’uomo richiede ulteriori studi. Inoltre, alcuni aspetti della via di segnalazione richiedono ulteriori indagini.