Partizionamento dei tessuti nella prima infanzia

La prima infanzia (~ 4-6 anni di età) è una finestra importante per determinare la traiettoria della composizione corporea e può essere un periodo critico per lo sviluppo di modelli di partizione dei tessuti che influenzano il rischio di malattie successive, tra cui l'obesità e il diabete di tipo 2. Poiché l'adiposità accelera durante questo periodo critico, la deposizione/conservazione dei depositi di grasso può essere sostenuta a "spese" di altri tessuti; cioè l'omeostasi energetica può essere intrinsecamente sbilanciata verso l'aumento di grasso. Il tipo e la quantità di massa tissutale accumulata nella prima infanzia ha implicazioni per il profilo metabolico, l'omeostasi del glucosio/insulina, il profilo ormonale e il dispendio energetico a riposo.

L'interazione tra la deposizione di grasso e quella ossea rappresenta un tratto fisiologico che consente al corpo di scegliere tra lo spostamento di "energia" verso l'accumulo di un particolare tessuto. Plausibilmente il fenotipo alla base del rischio di obesità e diabete può essere determinato dalla differenziazione del tipo cellulare (adipociti, osteociti, ecc.) durante questa prima fase di crescita e sviluppo. Gli studi in vitro dimostrano la transdifferenziazione sotto l'influenza di specifici stimoli esterni, che possono cambiare i fenotipi verso altri lignaggi cellulari. Inoltre, i modelli di roditori hanno dimostrato che l'esposizione a stimoli (esercizio) nelle prime fasi della vita può impedire l'accumulo di massa grassa in eccesso nell'età adulta, anche quando lo stimolo viene successivamente rimosso (gli animali non si esercitano più). Le prime esperienze dei bambini (l'impegno nell'attività fisica) possono "indurre dal punto di vista ambientale" alterazioni nella composizione corporea e predisporre gli individui al diabete per tutta la vita (Figura 1).

Ipotesi e obiettivi specifici: i modelli di crescita precoce e la differenziazione cellulare possono indurre effetti a lungo termine sulla composizione corporea influenzando gli assi biologici e ormonali che regolano la composizione corporea dell'infanzia. La composizione corporea comprende non solo la massa assoluta, ma anche aspetti di dimensioni, forma e posizione. A tal fine saranno valutati i seguenti obiettivi specifici:

1. Quantificare la composizione corporea, la distribuzione del tessuto adiposo e i relativi rapporti tissutali utilizzando la risonanza magnetica (MRI) e l'assorbimetria a raggi X a doppia energia (DXA).

   1. Ipotesi: la ripartizione precoce delle "risorse" verso l'accumulo di massa grassa porterà a una diminuzione dei guadagni nella massa ossea che potrebbe persistere a lungo termine.
   2. Ipotesi: la partizione del tessuto verso il grasso a scapito della massa ossea (e indirettamente, della massa magra) comporterà effetti avversi sul metabolismo del glucosio/insulina, sul dispendio energetico totale, sul tasso metabolico a riposo e sulla segnalazione ormonale.
   3. Ipotesi: i bambini con maggiori livelli di attività fisica (dispendio energetico) avranno una maggiore ripartizione verso la massa ossea (e magra).

2. Quantificare la distribuzione del tessuto adiposo e le dimensioni e il numero delle cellule degli adipociti utilizzando la risonanza magnetica e le tecniche istologiche.

   1. Ipotesi: una quantità relativamente maggiore di tessuto adiposo del midollo osseo sarà evidente in quei bambini con bassi livelli di attività fisica, con conseguente differenziazione preferenziale delle cellule staminali pluripotenti verso gli adipociti rispetto agli osteociti nella cavità del midollo osseo.
   2. Un numero di cellule adipocitiche relativamente maggiore sarà evidente in quei bambini con bassi livelli di attività fisica, indicando una maggiore differenziazione delle MSC verso gli adipociti rispetto agli osteociti.