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Leanne Redman del Pennington Biomedical Center

Bambini di appena due settimane vengono guidati nel laboratorio del Pennington Biomedical Research Center in passeggini e seggiolini per auto. Alcuni piangono, altri non riescono a smettere di dimenarsi e altri semplicemente dormono durante l'intera visita. 

 

Il loro lavoro è facile: stare insieme mentre gli scienziati misurano attentamente il grasso corporeo e il metabolismo. «Pensiamo che studiando i bambini, possiamo davvero arrivare alla biologia dell'obesità», ha affermato Leanne Redman, che dirige il laboratorio di ricerca materna e infantile a Pennington qui alla Louisiana State University. È l'unico laboratorio al mondo attrezzato per studiare il metabolismo dei neonati. Cioè, come i loro piccoli corpi bruciano energia o calorie.

 

Leanne Redman del Pennington Biomedical Center 2

Redman ritiene che studiando il metabolismo nelle prime settimane di vita, molto prima che il peso di una persona sia influenzato da fattori esterni come gli alimenti di cui vengono nutriti o che scelgono di mangiare, il laboratorio scoprirà le basi biologiche dell'obesità. I neonati non fanno esercizio e la loro dieta è composta esclusivamente da latte materno o in polvere.

 

La teoria è che "l'impronta metabolica" di una persona è fissata per la vita alla nascita, ha detto. La decodifica di quell'impronta digitale potrebbe in definitiva portare a interventi personalizzati per i bambini a rischio di obesità.

 

Le ramificazioni sono di fondamentale importanza per la salute futura degli americani. L'obesità è causa di una miriade di problemi di salute, tra cui malattie cardiache, ictus, cancro e diabete di tipo 2.

 

Nonostante milioni di dollari spesi ogni anno per la ricerca, la prevenzione e il trattamento dell'obesità, l'epidemia di obesità in America continua a crescere. A livello nazionale, colpisce quasi il 20% dei bambini e degli adolescenti, secondo i Centers for Disease Control and Prevention, e oltre il 40% degli adulti, una cifra che dovrebbe salire al 50% entro il 2030.

 

Il Pea Pod del Pennington Biomedical Center

«Negli ultimi decenni abbiamo vissuto una pandemia silenziosa», ha affermato il dottor Andres Acosta, bariatra e gastroenterologo presso la Mayo Clinic di Rochester, nel Minnesota. «Sta uccidendo la nostra generazione».

 

Biologia contro comportamento

La scienza dell'obesità e come trattarla è tutt'altro che semplice. I fattori trainanti si estendono oltre la dieta e l'esercizio fisico, fino a una spinosa miscela metabolica della genetica e dell'ambiente di una persona.

 

«Il peso è il prodotto del suo bilancio energetico. È un'equazione fisica di base: calorie in entrata e calorie in uscita», ha detto Redman. «Cosa guida entrambi questi fattori - calorie in entrata e calorie in uscita - è molto complicato. Cosa è guidato dalla biologia e cosa è guidato dal comportamento?».

 

Il Pea Pod del Pennington Biomedical Center 2

Il laboratorio Pennington in Louisiana è in una posizione unica per studiare l'obesità. Lo stato è costantemente tra i peggiori del paese in termini di peso corporeo. I dati della Robert Wood Johnson Foundation mostrano che il 22,2% dei bambini dai 10 ai 17 anni soffre di sovrappeso.

 

«La Louisiana è un laboratorio vivente per il resto del mondo, che sia una cosa buona o meno», ha detto Redman. «Abbiamo diversità di reddito. Abbiamo diversità di razza. Abbiamo diversità di etnia e abbiamo diversità di condizioni di salute».

 

La camera per studiare il metabolismo del Pennington Biomedical Center

Una migliore comprensione di ciò che guida l'obesità all'inizio della vita o quali fattori mettono un bambino a rischio di obesità in seguito sono fondamentali per la prevenzione, ha affermato il dottor Ryan Farrell, endocrinologo pediatrico presso l'University Hospitals Rainbow Babies & Children's Hospital di Cleveland.

 

«Avere un'idea dei bambini che hanno una minore spesa energetica a riposo all'inizio, avere un'idea se ciò inferisca o meno sulla salute a lungo termine man mano che i bambini invecchiano potrebbe potenzialmente significare intervenire in età precoce e apportare modifiche allo stile di vita ben prima che ci sia lo sviluppo di un rapido aumento di peso», ha detto.

 

E prima i medici possono intervenire, meglio è.

 

La camera per studiare il metabolismo del Pennington Biomedical Center 2

«Vediamo tutti questi bambini troppo tardi», ha affermato il dottor Evan Nadler, direttore del programma di chirurgia per la perdita di peso dell'infanzia e dell'adolescenza presso il Children's National Hospital di Washington, DC. «Ci occupiamo di loro nel miglior modo possibile e otteniamo molto da loro per perdere molto peso, ma arrivano da noi molto tempo dopo quello che sarebbe necessario». Dopo i 5 anni, ha detto Nadler, è molto più difficile.

 

Questo è uno dei motivi per cui il Pennington Lab si concentra sui neonati.

 

Nel baccello di piselli

I bambini iscritti allo studio finanziato dal National Institutes of Health vengono portati in laboratorio per la prima volta a sole due settimane per le prime due misurazioni: percentuale di grasso corporeo e metabolismo.

 

Neonato al Pennington Biomedical Center 2

Per calcolare il grasso corporeo, i bambini vengono posti all'interno di una camera chiusa di forma ovale chiamata Pea Pod. La macchina misura la quantità d'aria che il bambino assorbe all'interno della camera, rispetto alla massa corporea del bambino. L'intero processo dura 90 secondi.

 

I ricercatori hanno in programma di esaminare il grasso corporeo di ogni bambino a poche settimane di vita e confrontarlo con come appare a due anni, ha detto Redman. Cosa succederebbe se potessimo determinare il suo grasso corporeo a 4, 5 o anche a 25 anni?

 

Finora, a centinaia di bambini è stato misurato il grasso corporeo nel Pea Pod di Pennington. Insieme ad altri in uso a livello globale, il team dispone di dati su circa 7.000 bambini.

 

Ma gli scienziati di tutto il mondo si rivolgono a Pennington per le sue ricerche sulla seconda misura: il metabolismo neonatale. Il laboratorio è l'unico al mondo che utilizza una camera metabolica infantile.

 

Obesità

La camera infantile ha lo scopo di imitare il gold standard della misurazione del metabolismo negli adulti. Quelle camere metaboliche hanno all'incirca le dimensioni di una piccola stanza d'albergo. I partecipanti adulti rimangono nella stanza per 24 ore e gli scienziati sono in grado di calcolare con precisione quante calorie bruciano in quel periodo di tempo.

 

«Stiamo perfezionando i nostri protocolli per essere in grado di catturare l'intero ciclo mentre il bambino è nella camera metabolica», ha detto Redman. Per un bambino, bastano circa due ore.

 

La cameretta del bambino è un cubo di plexiglass arredato con un minuscolo materasso e adornato con elefanti e leoni sorridenti. I genitori e i membri del laboratorio Pennington possono raggiungere i piccoli per lenire i loro pianti quando necessario. Di solito dormono e basta.

 

Come si misura il metabolismo

obesita infantile 3

Il metabolismo di un bambino viene calcolato misurando con precisione la quantità di ossigeno e anidride carbonica nella camera. I ricercatori conoscono la concentrazione di questi gas nell'aria quando il bambino entra nella camera e ogni espirazione contiene più anidride carbonica che ossigeno. Misurando la quantità di ossigeno che i bambini respirano rispetto all'anidride carbonica che espirano, i ricercatori possono stimare quante calorie stanno bruciando. Se il corpo lavora di più per bruciare calorie, produce più anidride carbonica.

 

obesita infantile 2

C’è un altro calcolo che può essere utilizzato per determinare se l'energia bruciata proviene maggiormente da grassi o da carboidrati. Questa potrebbe essere la chiave per capire come una persona nasce predisposta a bruciare carburante in un certo modo, e quindi adattare piani nutrizionali e fitness ai bambini a rischio di obesità.

 

Mentre il team di Redman spera di studiare questi bambini per anni, la ricerca è, letteralmente, ancora agli inizi. Finora, circa 40 bambini sono stati studiati nella camera metabolica e i primi risultati non sono attesi fino al prossimo anno. È allora che il team spera che i dati rivelino tendenze o parametri di riferimento che potrebbero determinare il rischio di obesità. «Quando aggreghiamo tutte le informazioni insieme, con migliaia di bambini che ora vengono misurati a questa età», ha detto Redman, «possiamo iniziare a raccogliere più parametri per comprendere l'obesità».

 

obesita infantile 1

Ma i neonati, in effetti, sono troppo vecchi perché i ricercatori scoprano le origini dell'obesità? Redman riconosce che il rischio di obesità inizia molto prima della nascita

 

«Un bambino nasce sicuramente predisposto all'obesità», ha detto. Se i genitori del bambino, in particolare la madre, sono obesi, il bambino è anche a grande rischio di ingrassare per tutta la vita.

 

Nadler, di Children's National, ha iniziato a esaminare il sangue del cordone ombelicale dei neonati per i fattori che potrebbero influenzare il peso di un bambino. Frammenti di cellule adipose, dice, possono trasportare molecole dalla madre al feto che possono attivare o disattivare le funzioni metaboliche nel corpo. Trattamenti futuri per prevenire l'obesità prima che inizi durante l'infanzia potrebbero comportare l'alterazione di quelle molecole nei nostri corpi dalla nascita. «Stiamo cercando di trattare l'obesità infantile nella fase più precoce, che è fondamentalmente il concepimento», ha detto Nadler.

 

obesita infantile

Anche Redman sta lavorando per scoprire di più su come l'obesità inizia anche prima della nascita. «Se possiamo migliorare la salute dell'embrione durante questo periodo critico di sviluppo, allora possiamo impostare la persona su una traiettoria più sana per l'aumento di peso e la malattia cronica per il resto della sua vita».