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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.

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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’obesitànell’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.

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Il comportamento alimentare dell’uomo moderno nelle società industrializzate ècaratterizzato 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 piùagiati dei paesi emergenti ed in via di sviluppo.

Questi dati portano a presupporre che, nell’uomo, il comportamento alimentare èregolato in modo che, in condizioni di abbondanza di risorse, tende a portare all’iperfagia.

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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.

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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 disponibilitàlimitata e non continua nel tempo una netta preferenza da parte dell’individuo di cibi ad alto contenuto energetico, quando disponibili, risulta estremamente adattativa.

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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.

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Meccanismi Omeostatici

Deboli

Surplus Energetico

Bilancio Energetico

Deficit Energetico

Meccanismi Omeostatici

Forti

Alti Valori Incentivanti

Dieta IpercaloricaScarsa AttivitàBassi Consumi

Dieta IpocaloricaElevata Attività

Alti Consumi

Grande Disponibilità di Risorse

Scarsità di Risorse

Bassi Valori Incentivanti

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.

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In questi termini l’utilizzo delle risorse non piùda parte del singolo individuo o del gruppo familiare, ma di complessi sociali sempre piùestesi e compositi porta ad articolate interazioni tra comportamento alimentare e sociale, con l’istaurarsi di forme di ritualizzazione.

Bilancio Energetico

Umore Stress

Aspetti socioculturali

Piacere

Sistema limbico

Serotonina

Cervello Corteccia frontale

Cortisolo

Comportamento Alimentare

AsseIpotalamo-enterico

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Introito di cibo

Controllo a Breve Termine

Controllo a Lungo Termine

Tessuto Adiposo

Fegato StomacoIntestino Pancreas

IPOTALAMO

Il centro di controllo

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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

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PVN N. Paraventricolari LH Area LateraleDMH Area DorsoMediale ARC N. ArcuatoVMH 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.

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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

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Lesione dell’Ipotalamo Ventromedialeinduce:

Iperfagia

Obesità

Stimolazione dell’Ipotalamo Ventromedialeinduce:

Soppressione del comportamento alimentare

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FAMELesione Afagia Denutrizione

Stimolazione Iperfagia Obesita

SAZIETÀLesione 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.

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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.

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Nella rete neuronale emergente L’ARC stàassumendo una valenza primaria nel controllo del comportamento alimentare.

Due popolazioni di Neuroni:

NPY Oressigeni coesprimono NPY e Agouti-Related Protein (AgRP)

POMC Anoressigeni che coesprimono la pro-opiomelanocortina (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 ghrelinae la barriera emato-encefalica in questa parte del cervello (Eminenza Mediana) è liberamente permeabile a queste molecole segnale.

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Ipotalamo Mediale

Ipotalamo Laterale

Nuclei Paraventricolari

Bilancio Energetico

Stimoli Periferici Oressigeni

Stimoli Periferici Anoressigeni

IPOTALAMO

NTS

NPY ArRP

POMC CART

Nucleo Arcuato

Nervo Vago

Eminenza Mediana

MESENCEFALO

Area Postrema

Comportamento Alimentare

Sazietà Fame

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Il piacere non è un optional ma un fondamentale strumento biologico di adattamento delle specie all’ambiente e direttamente responsabiledell’efficienza degli organismi biologici, soprattutto nei mammiferi.

Sopravvivenza

Bere o Mangiare

Attività adattativePerpetuazione

della specie

Riproduzione o cura della prole

Piacere - Necessità

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Le proprietà motivazionali del piacere dipendono dall’attività di aree cerebralitopograficamente vicine a quelle da cui dipendono comportamenti primordiali legati allasopravvivenza 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

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Il sistema limbico opera influenzando il sistema endocrino e il sistema nervoso autonomo.

È largamente connesso con il Nucleusaccumbens tramite i circuiti cortico-striato-talamici, la degenerazione di questi circuiti èstata 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.

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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.

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VTA

DA

GABA

NTS

MESENCEFALO

NA

IPOTALAMO

GhN

PVN

CRHLHA

MCH OXA

VMN

SF1p

NPY ArRP

POMC CART

ARC

VP

Via MesolimbicaDopamina

GABA

Vago

ECEC

Stimoli periferici Oressigeni

Stimoli periferici Anoressigeni

Stimoli Esterni Oressigeni

Stimoli Esterni Anoressigeni

GABA

AmilinaInsulinaLeptina

EC

Ghrelina

DA

GABA

SN

STRIATO

DS

Via Nigro-Striatale

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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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Meccanismi Omeostatici

Deboli

Surplus Energetico

Bilancio Energetico

Deficit Energetico

Meccanismi Omeostatici

Forti

Alti Valori Incentivanti

Dieta IpercaloricaScarsa AttivitàBassi Consumi

Dieta IpocaloricaElevata Attività

Alti Consumi

Grande Disponibilità di Risorse

Scarsità di Risorse

Bassi Valori Incentivanti