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Comportamento Alimentare 2 - Nutrizione

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Evoluzione del Comportamento
Alimentare
Per cercare di comprendere un comportamento
filogeneticamente molto antico come quello
alimentare, non si può non tenere conto della
sua evoluzione in parallelo con la storia e
l’evoluzione umana.
1
Nei paesi occidentali, c’è stata un’esplosione
dell’iperfagia correlata all’aumento del peso
come fenomeno endemico,
Secondo i rapporti della FAO, nel 2010 nel
mondo vi erano più di 900 mila persone in vari
stati di denutrizione, con una elevatissima
incidenza di mortalità.
Questo ci riporta a considerare che, nonostante
la
documentata
presenza
dell’obesità
nell’antichità ed il suo riconoscimento come un
problema medico
in realtà si deve tener conto che per millenni la
maggior parte dell’umanità ha lottato, ed una
parte di essa lotta tuttora, contro la scarsità di
cibo.
2
Il comportamento alimentare dell’uomo
moderno nelle società industrializzate è
caratterizzato dal consumo di alimenti ad alto
potere calorico di facile e costante reperibilità,
spesso associati ad un regime alimentare non
strutturato e ad un calo dei consumi energetici,
dovuto ad un aumento della sedentarietà.
Simili modelli di alimentazione si ritrovano
anche nei gruppi sociali economicamente più
agiati dei paesi emergenti ed in via di sviluppo.
Questi dati portano a presupporre che,
nell’uomo, il comportamento alimentare è
regolato in modo che, in condizioni di
abbondanza di risorse, tende a portare
all’iperfagia.
3
Si deve tener presente però che il sistema di
regolazione del comportamento alimentare
nell’uomo si è sviluppato ed evoluto nel corso di
centinaia di migliaia di anni a partire da quello
dei nostri progenitori ancestrali.
I primi rappresentanti del genere Homo
comparvero in Africa tra 1,5 e 2 milioni di anni
fa,
popolazioni
che
svilupparono
un
comportamento alimentare dettato dalla
necessità di mantenere un adeguato apporto
energetico in ambienti che presentavano
limitate risorse alimentari, partendo dagli
schemi
comportamentali
degli
ominidi
preumani.
4
Nel corso dell’evoluzione umana, con la
comparsa di Homo erectus il genere Homo
riuscì a colonizzare tutte le terre del blocco
euroasiatico.
Mutate esigenze climatiche,
Maggior stagionalità dei nuovi territori
Disponibilità di risorse non solo limitata ma
anche discontinua nel tempo
In quest’ottica di risorse con disponibilità
limitata e non continua nel tempo una netta
preferenza da parte dell’individuo di cibi ad alto
contenuto energetico, quando disponibili,
risulta estremamente adattativa.
5
Da ciò lo sviluppo di sistemi di rinforzo legati
alla appetibilità di alimenti ad alto contenuto di
grassi e carboidrati ed alla stimolazione dei
centri cerebrali del piacere ad essa correlata
sempre comunque in funzione di una reale
necessità bioenergetica e metabolica.
Si deve dunque tener conto che l’uomo ha
evoluto un comportamento alimentare tale da
permettere un bilancio energetico nel lungo
periodo, ma che alternava periodi di grande
disponibilità di cibo, facilmente ottenibile con
relativamente poco dispendio energetico, ad
altri in cui le risorse erano scarse e ottenibili
solo con grande dispendio energetico.
6
Grande Disponibilità di Risorse
Alti Valori
Incentivanti
Surplus Energetico
Meccanismi
Omeostatici
Deboli
Dieta Ipercalorica
Scarsa Attività
Bassi Consumi
Bilancio Energetico
Meccanismi
Omeostatici
Forti
Dieta Ipocalorica
Elevata Attività
Alti Consumi
Deficit Energetico
Bassi Valori
Incentivanti
Scarsità di Risorse
La successiva evoluzione di Homo sapiens,
comparso circa 200 mila anni fa in africa
occidentale, porta ad una rapida evoluzione
culturale, peraltro già comparsa nelle specie
precedenti, con un conseguente aumento della
socialità dei gruppi.
7
In questi termini l’utilizzo delle risorse non più
da parte del singolo individuo o del gruppo
familiare, ma di complessi sociali sempre più
estesi e compositi porta ad articolate interazioni
tra comportamento alimentare e sociale, con
l’istaurarsi di forme di ritualizzazione.
Umore
Stress
Serotonina
Cortisolo
Piacere
Aspetti
socioculturali
Sistema
limbico
Cervello
Corteccia
frontale
Bilancio Energetico
Asse
Ipotalamo-enterico
Comportamento Alimentare
8
Introito di
cibo
Controllo a
Breve Termine
Controllo a
Lungo Termine
Fegato
Stomaco
Intestino
Pancreas
Tessuto Adiposo
IPOTALAMO
Il centro di controllo
9
Già da tempo è noto il coinvolgimento
dell’ipotalamo
nella
regolazione
del
comportamento alimentare.
Complessa interazione di segnali regolata da due
sistemi
distinti
che
pur
controllando
rispettivamente la fame e la sazietà,
interagiscono
fisiologicamente
ed
anatomicamente tra loro.
PVH
N. Paraventricolari
LHA
Area Laterale
DMH Area DorsoMediale
VMH Area VentroMediale
ARC
N. Arcuato
3V III Ventricolo
10
PVN N. Paraventricolari LH Area Laterale
DMH Area DorsoMediale ARC N. Arcuato
VMH Area VentroMediale OC Chiasma Ottico
I segnali fisiologici che innescano l’assunzione di
cibo
(appetito,
ricerca,
scelta),
sono
qualitativamente differenti rispetto a quelli che la
fanno cessare.
In particolare nel secolo scorso fu sviluppato un
modello a due centri:
Ipotalamo Laterale = Fame
Ipotalamo Ventromediale = Sazietà.
11
Lesione dell’Ipotalamo Laterale
determina:
inibizione nell’assunzione di cibo
anomalie comportamentali:
motilità incongrua rispetto alla ricerca del cibo
ridotta attenzione verso stimoli esterni.
Iperattivazione dell’Ipotalamo Laterale
induce:
Comportamento di ricerca del cibo
Iperfagia
12
Lesione dell’Ipotalamo Ventromediale
induce:
Iperfagia
Obesità
Stimolazione dell’Ipotalamo Ventromediale
induce:
Soppressione del comportamento alimentare
13
FAME
SAZIETÀ
Lesione Afagia Denutrizione
Stimolazione Iperfagia Obesita
Lesione Iperfagia Obesita
Stimolazione Afagia Denutrizione
Negli ultimi 10 anni la scoperta dell'esistenza di
specifiche sottopopolazioni neuronali coinvolte
nella regolazione dell'omeostasi energetica ha
completamente sovvertito la nozione di specifici
"centri" controllori del bilancio energetico
L’aumentare delle nostre conoscenze ha portato
alla formulazione di un modello basato su vie
neuronali discrete pienamente integrate in una
più complessa rete neuronale.
14
Lo studio anatomo-funzionale di tale rete
continua a mostrare una complessità crescente
coinvolgendo molte altre strutture cerebrali:
la corteccia frontale
l'amigdala
le strutture troncomesencefaliche
il talamo.
15
Nella rete neuronale emergente L’ARC stà
assumendo una valenza primaria nel controllo del
comportamento alimentare.
Due popolazioni di Neuroni:
NPY Oressigeni coesprimono NPY e AgoutiRelated Protein (AgRP)
POMC Anoressigeni che coesprimono la proopiomelanocortina (POMC) e il Cocaine and
Amphetamine-Regulated Transcript (CART).
I neuroni in esso contenuti possiedono recettori
per una serie di ormoni coinvolti nella
regolazione dell'introito alimentare, quali la
leptina, i glicocorticoidi, gli estrogeni, il
progesterone, l'ormone della crescita, la ghrelina
e la barriera emato-encefalica in questa parte del
cervello (Eminenza Mediana) è liberamente
permeabile a queste molecole segnale.
16
Bilancio
Energetico
Comportamento
Alimentare
Sazietà
Fame
Nuclei
Paraventricolari
Ipotalamo
Laterale
MESENCEFA
LO
Ipotalamo
Mediale
Nucleo Arcuato
IPOTALAMO
POMC
CART
NPY
ArRP
Eminenza Mediana
Stimoli Periferici
Oressigeni
NTS
Stimoli Periferici
Anoressigeni
Area
Postrema
Nervo
Vago
17
Il piacere non è un optional ma un
fondamentale strumento biologico di
adattamento delle specie all’ambiente
e
direttamente
responsabile
dell’efficienza
degli
organismi
biologici, soprattutto nei mammiferi.
Attività adattative
Sopravvivenza
Perpetuazione
della specie
Bere o Mangiare
Riproduzione o
cura della prole
Piacere - Necessità
18
Le proprietà motivazionali del piacere
dipendono dall’attività di aree cerebrali
topograficamente vicine a quelle da cui
dipendono comportamenti primordiali legati alla
sopravvivenza del singolo e della specie, come il
comportamento alimentare, sessuale, predatorio,
materno etc.
Queste aree sono localizzate nella parte più mediale e
ventrale del cervello, confermando la loro origine
precoce nel corso dell’evoluzione
19
Il sistema limbico opera influenzando il sistema
endocrino e il sistema nervoso autonomo.
È largamente connesso con il Nucleus
accumbens tramite i circuiti cortico-striatotalamici, la degenerazione di questi circuiti è
stata associata all'insorgere di sindromi
schizofreniche.
Inoltre il sistema limbico è innervato dalla via
dopaminergica mesolimbica che ne regola il
grado d'attivazione tramite azione modulatoria.
Il nucleus accumbens e il sistema limbico
sembrano largamente coinvolti nei meccanismi
di ricompensa e punizione
Gli oppioidi endogeni trovano un'abbondanza
di recettori in queste strutture cerebrali.
20
Proprio il nucleus accumbens e la via
mesolimbica
dopaminergica
risultano
strettamente coinvolte sia anatomicamente che
funzionalmente con le aree della regione
mediana
dell’ipotalamo
responsabile
dell’omeostasi energetica.
21
Via Nigro-Striatale
STRIATO
GABA
MESENCEFALO
SN
IPOTALAMO
DS
DA
VP
PVN
MCH
GAB
A
OXA
CRH
LHA
GABA
EC
NA
NTS
EC
EC
VMN
GhN
VTA
SF1p
NPY
ArRP
ARC
Dopamina
Stimoli Esterni
Anoressigeni
Stimoli Esterni
Oressigeni
GAB
A
POMC
CART
DA
Via Mesolimbica
Amilina
Stimoli periferici
Insulina
Anoressigeni
Leptina
Stimoli periferici
Oressigeni
Vago
Ghrelina
22
Si crea quindi una complessa rete neuronale in
cui gli stimoli ormonali endogeni, responsabili
del mantenimento dell’omeostasi, sono
modulati e modulano a loro volta gli stimoli
incentivanti ed edonistici, per una comune
regolazione del comportamento alimentare.
Dal punto di vista biologico il piacere si deve
quindi vedere come un dispositivo frutto della
selezione naturale e come tale volto a favorire la
sopravvivenza e l’adattamento all’ambiente.
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Grande Disponibilità di Risorse
Alti Valori
Incentivanti
Surplus Energetico
Meccanismi
Omeostatici
Deboli
Dieta Ipercalorica
Scarsa Attività
Bassi Consumi
Bilancio Energetico
Meccanismi
Omeostatici
Forti
Dieta Ipocalorica
Elevata Attività
Alti Consumi
Deficit Energetico
Bassi Valori
Incentivanti
Scarsità di Risorse
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