Basi Genetiche del Comportamento - PDF

GENI vs AMBIENTE Nature vs Nurture Innato vs Appreso Biologia vs Cultura  esprimono lo stesso concetto di fondo: un tratto è modulato dalle cose che accadono durante...

GENI vs AMBIENTE Nature vs Nurture Innato vs Appreso Biologia vs Cultura  esprimono lo stesso concetto di fondo: un tratto è modulato dalle cose che accadono durante la vita o è parte di noi già da prima che nasciamo?  Possiamo applicare queste dicotomie (quindi l’interrogativo di fondo) a tutti i tratti che ci vengono in mente (timidezza, omosessualità, capacità atletica…) MA fino a che punto riusciamo a spiegare i fenomeni che osserviamo tramite delle percentuali attribuite a nature/innato/geni/biologia e l’altra percentuale a ambiente/nurture/appreso/cultura? RADIAZIONE ADATTIVA  NATURE vs NURTURE  La chiave dell’evoluzione è il successo riproduttivo e non l’aumento della complessità strutturale degli organismi  EVOLUZIONE ≠ COMPLESSITA’  EVOLUZIONE = CAMBIAMENTO/ADATTAMENTO  Le specie esistenti sono il risultato di milioni di anni di adattamento ad ambienti e modi di vita  Tutti i cambiamenti che aumentano il successo riproduttivo, ottenuti tramite aumento o decremento di complessità, vengono “premiati” ◼ Sopravvive il più adatto, non il più complesso, che così lascia più figli (=più copie dei propri geni) che si diffondono nella popolazione  La selezione naturale opera sulla morfologia ma anche sulla mente: la cognizione umana è il risultato dell’evoluzione e quindi della selezione naturale  Differenze determinate dall’ambiente o dai geni (variabilità interindividuale)?  Ereditarietà = misura statistica del contributo genetico alle differenze individuali  NATURE vs NURTURE  Un comportamento, per essere definito INNATO, deve:  Essere presente e sviluppato alla nascita in maniera completa  Comparire senza la necessità che vi sia apprendimento  Essere messo in atto nella sua interezza fin dalla prima apparizione  Essere esibito in maniera simile in tutti i membri della stessa specie  Un comportamento, per essere APPRESO, deve  NON essere presente e sviluppato alla nascita in maniera completa  Comparire con l’apprendimento  NON essere messo in atto nella sua interezza fin dalla prima apparizione  NON essere esibito in maniera simile in tutti i membri della stessa specie  Essere favorito da determinate esperienze che ne favoriscono la comparsa G x E: le adozioni  Metodo più diretto per separare natura e educazione nelle somiglianze familiari in quanto permette l’osservazione di bambini adottati che condividono geni con i genitori biologici ma l'ambiente con i genitori adottivi.  Tipicamente, si confrontano:  figli adottati  figli biologici (se rimasti con i genitori biologici)  Genitori biologici e adottivi  Coppie di fratelli geneticamente simili ma adottati da famiglie diverse  le somiglianze saranno dovute al patrimonio genetico comune all’interno della famiglia  Coppie di fratelli geneticamente diversi adottati dalla stessa famiglia  le somiglianze saranno imputabili allo stesso ambiente G x E: i gemelli  Monozigoti (stesso patrimonio genetico)  Dizigoti (condividono il 50%)  Se i fattori genetici sono importanti per un dato carattere, i monozigoti saranno più simili tra loro dei dizigoti  Tipicamente si confrontano  gemelli cresciuti insieme  gemelli separati alla nascita  Calcolo dell'ereditabilità basato sulle differenze di correlazione tra MZ e DZ  È possibile separare effetti genetici, ambientali condivisi e non condivisi ALCUNI ESEMPI  Jizendorn et al, 2018 - QI  dati del Minnesota Twin Family Study per esaminare l'influenza di geni e ambiente sullo sviluppo del QI.  confronto gemelli monozigoti-dizigoti, alcuni separati alla nascita e adottati da famiglie diverse.  RISULTATI ◼ il QI è influenzato sia da fattori genetici che ambientali. ◼ ereditabilità QI: ca 70% (ma potenziale cognitivo modificabile, soprattutto nei primi anni di vita) ◼ famiglie adottive con alto livello socio-economico possono migliorare il QI dei bambini adottati di circa 12 punti. ◼ effetto ambiente tende a diminuire con l’età; influenza genetica diventa più prominente. Sebbene i geni giochino un ruolo importante, l'ambiente familiare può avere un impatto sostanziale sullo sviluppo cognitivo, sottolineando l'importanza di interventi precoci e di un ambiente stimolante per massimizzare il potenziale intellettivo dei bambini. ALCUNI ESEMPI  Burt et al., 2019 – Comportamento antisociale  Dati del Michigan Twins Project, esamina la presenza di comportamenti antisociali aggressivi e non aggressivi in bambini e adolescenti.  1.030 coppie di gemelli di età compresa tra 6 e 17 anni.  RISULTATI ◼ sovrapposizione genetica tra comportamenti antisociali aggressivi e non aggressivi ◼ Influenze ambientali condivise moderate ma significative ◼ Influenze ambientali non condivise specifiche per ciascun tipo di comportamento antisociale.  I comportamenti antisociali aggressivi e non aggressivi condividono una base genetica comune, ma sono influenzati da fattori ambientali distinti.  CIOE’: le predisposizioni genetiche aumentano il rischio di comportamenti antisociali, l'ambiente determina la forma specifica che questi comportamenti assumono. Implicazioni comprensione, prevenzione e trattamento dei comportamenti antisociali nei giovani.  ALCUNI ESEMPI  Salvatore et al, 2021 – Dipendenze  Esamina l'interazione tra il rischio genetico per la dipendenza da alcol e il consumo di alcol in un campione composto da fratelli, adottati e biologici  dati del Swedish Twin Registry e del Swedish National Adoption Register.  Calcolo del punteggio di rischio poligenetico (PRS) per la dipendenza da alcol basato su studi precedenti di associazione genome-wide.  1.397 adottati e 1.106 fratelli non adottati, con dati sul consumo di alcol auto-riportati  RISULTATI ◼ associazione tra il PRS e il consumo di alcol, sia nei fratelli biologici che adottati. ◼ effetto del PRS sul consumo di alcol più forte nei fratelli biologici rispetto agli adottati (interazione GxE) ◼ l'ambiente familiare adottivo con possibile ruolo di moderazione dell’effetto del PRS sul consumo di alcool il rischio genetico per la dipendenza da alcol è associato a un maggiore consumo di alcol, ma l'ambiente può moderare questa relazione. GENI vs AMBIENTE ALCOLISMO: come possiamo trattarlo? Se fosse una conseguenza dell’AMBIENTE? Se ci fosse una base GENETICA? Terapia genica riabilitazione prevenzione farmaci GENI vs AMBIENTE Anoressia Nervosa. disturbo del comportamento alimentare caratterizzato da: Eccessiva magrezza (BMI < 17) Timore di prendere peso Ossessione di magrezza Cattive abitudini alimentari Eccessive restrizioni Abuso di lassativi e/o induzione del vomito GENI vs AMBIENTE AMBIENTE GENETICA ? Predisposizione genetica Comportamento Eccesso di controllo Fattori culturali Pressioni familiari e sociali; influenze mediatiche, etc. Aileen Wuornos  Luogo degli omicidi:  Padre schizofrenico e  Florida paranoico, picchiava la  Periodo degli omicidi: moglie e violentava i bambini  1989-1990  Cresciuta dai nonni alcolizzati e violenti  Vittime:  Alcoolizzata a 12 anni  7 uomini  Incinta a 13 anni a seguito di uno stupro subito dal nonno o dal fratello Christine Laverne Falling  Luogo degli omicidi:  Figlia di una prostituta 16enne  Florida e di un uomo di 65 anni  Periodo degli omicidi  Adottata, veniva picchiata  1980-1982 dalla madre adottiva  Vittime:  5 bambini  1 anziano MODELLO DIATESI-STRESS DIATESI  Vulnerabilità, in termini di funzionamento e di struttura della personalità che predispongono all’insorgenza della malattia.  CONGENITA  In ambito psichiatrico, la vulnerabilità è incrementata anche da disfunzioni cerebrali acquisite o congenite, come ad esempio traumi da parto, encefalite o epilessia.  Non esiste una vulnerabilità unica, ma diversi gradi di vulnerabilità a disturbi mentali gravi.  vulnerabilità alla schizofrenia: può variare nel tempo, ma la tendenza ad ammalarsi rimane stabile. MODELLO DIATESI-STRESS STRESS  pressione, sollecitazione, sforzo, tensione  Hans Selye (1963): risposta generale aspecifica a fronte di qualsiasi richiesta proveniente dall’ambiente  stimoli differenti possono generare una risposta stereotipata determinata dall’intensità dello stimolo che l’ha provocata e non dalla natura dello stimolo stesso.  Zubin & Spring (1977): per ogni individuo esiste una soglia di tolleranza agli stressor rispetto allo sviluppo di disordini psichiatrici  “esacerba” il disturbo Il disturbo psicologico è il risultato dell’interazione tra la predisposizione di un individuo (diatesi) e gli stress ambientali. MODELLO DIATESI-STRESS  Concetto chiave: né la diatesi né lo stress da soli sono sufficienti per causare un disturbo; è la loro interazione che può portare allo sviluppo di una condizione psicologica.  Maggiore è la diatesi, minore è lo stress necessario per innescare il disturbo  Minore è la diatesi, maggiore è lo stress necessario per innescare il disturbo  Utilizzato per comprendere l'eziologia di vari disturbi (depressione, ansia, schizofrenia, distubi del comportamento alimentare)  Versioni più recenti includono fattori protettivi e di resilienza MODELLO DIATESI-STRESS GENI vs AMBIENTE  GENI e AMBIENTE «collaborano» I geni forniscono una PREDISPOSIZIONE per sviluppare una certa caratteristica, non definiscono la caratteristica in sè  I tratti comportamentali evocano risposte dall’ambiente ◼ Due bambini, con differenti attitudini sociali evocano dall’ambiente risposte diverse  L’ambiente può esacerbare le propensioni genetiche ◼ Individui con una predisposizione alla dipendenza (e.g., alcohol, droghe, tabacco), se collocati in un ambiente che li sollecita ad acquisire un comportamento di dipendenza, avranno facilità a svilupparla  Con la crescita tendiamo a selezionare ambienti più affini alle nostre esigenze ◼ L’influenza dei geni aumenta con l’età INTERAZIONI G x E & PROBABILITÀ DI SVILUPPARE DISTURBI DEL COMPORTAMENTO/ DEL TONO DELL’UMORE Tre grandi approcci, ciascuno con la sua logica e le sue assunzioni.  La relazione fra geni e comportamento è DIRETTA.  assume che i geni causino i disturbi del comportamento.  Lo scopo è correlare la presenza di disturbi nel comportamento con differenze individuali nella sequenza del DNA. ◼ Sperimentato in relazione a molte condizioni psichiatriche come la depressione, la schizofrenia e la dipendenza. ◼ Sebbene per alcuni geni ci siano evidenze replicate di associazione con il disturbo, anche fallimenti di replicazione sono comuni (Caspi et al., 2006) ◼ A causa di risultati inconsistenti, molti scienziati hanno perso la speranza nella ricerca di un'associazione diretta tra genotipo e diagnosi.” (Caspi et al., 2006). INTERAZIONI G x E & PROBABILITÀ DI SVILUPPARE DISTURBI DEL COMPORTAMENTO/ DEL TONO DELL’UMORE  Ricerca di correlazioni fra il genotipo individuale e fenotipi INTERMEDI (endofenotipi)  “Gli endofenotipi sono componenti ereditabili neurofisiologiche, biochimiche, endocrinologiche, neuroanatomiche o neuropsicologiche dei disturbi” (Caspi et al., 2006)  l’assunzione è che è più semplice identificare i geni associati con endofenotipi che identificare i geni associati con il disturbo con cui tali endofenotipi sono correlati.  Anche questo approccio, però, cerca un effetto principale di fattori genetici nelle differenze interindividuali. INTERAZIONI G x E & PROBABILITÀ DI SVILUPPARE DISTURBI DEL COMPORTAMENTO/ DEL TONO DELL’UMORE  l’effetto dell’AMBIENTE.  Gli approcci basati sugli effetti principali assumono che i geni causino il disturbo, un'assunzione derivata dai primi lavori che identificarono cause monogeniche di rare condizioni mendeliane“ (Caspi et al., 2006).  L’approccio “interazioni geni-ambiente” (Gene x Environment, G x E) assume che stressors ambientali possano causare disturbi del comportamento e che il genotipo influenzi la suscettibilità a tali stressors  GENE=fattore di rischio per la suscettibilità a stressors ambientali.  In contrasto con gli studi che cercano effetti principali del genotipo, secondo l’approccio G xE non c’è attesa per una associazione diretta gene-comportamento in assenza di patogeni ambientali (e viceversa).  GxE  L’approccio G x E nasce da due osservazioni:  I disturbi del comportamento e del tono dell’umore hanno cause legate all’ambiente ed all’esperienza individuale  C’è eterogeneità nella risposta a stressors ambientali (resilienza/vulnerabilità)  Come altre malattie, la maggior parte dei disturbi mentali ha noti fattori di rischio ambientali non genetici (cioè, predittori il cui stato causale non è provato).  I fattori di rischio ambientali per i disturbi mentali includono (ma non sono limitati a):  stress materno durante la gravidanza, abuso di sostanze materno durante la gravidanza, basso peso e/o complicazioni alla nascita, privazione di cure genitoriali durante l'infanzia,  maltrattamento infantile, perdita prematura dei genitori, esposizione a conflitti familiari e violenza,  abuso di sostanze, esposizioni tossiche  GxE  Gli stressors ambientali NON sono “causali”, ma fattori di rischio.  L’esposizione non sempre causa un disturbo del comportamento.  Studi sull’uomo e su modelli animali hanno mostrato una grande variabilità interindividuale nelle risposte comportamentali agli stressors ambientali  L'ipotesi della moderazione genetica implica che le differenze tra gli individui nascano dal DNA nella misura in cui determinano differenze in termini di vulnerabilità agli stressors ambientali  G x E – disturbo antisociale  ESEMPIO: Interazione tra il gene MAOA (monoaminossidasi A) e maltrattamenti infantili nel comportamento antisociale.  MAOA (chr X): codifica per l'enzima monoamina ossidasi A, che degrada neurotrasmettitori come serotonina, norepinefrina e dopamina ◼ Almeno due varianti (polimorfismi): alta attività/bassa attività  Associato a comportamenti aggressivi e impulsivi, specialmente in interazione con fattori ambientali  Caspi et al. (2002): interazione con maltrattamenti infantili nel predire comportamenti antisociali ◼ Gli effetti possono essere più pronunciati nei maschi, dato che hanno una sola copia del gene (sul cromosoma X)  G x E – disturbo post-traumatico da stress  ESEMPIO: Interazione tra gene FKBP5 e l'esposizione a traumi infantili nel rischio di sviluppare disturbo post-traumatico da stress (PTSD).  Binder et al. (2008): varianti (4) del gene FKBP5 interagiscono con la gravità dell'abuso infantile come predittore dei sintomi di PTSD nell'adulto. ◼ Individui con certe varianti del gene FKBP5 erano più suscettibili agli effetti a lungo termine dei traumi infantili.  Questo studio ha dimostrato che:  I polimorfismi del gene FKBP5, in combinazione con l'esposizione a traumi infantili, aumentano significativamente il rischio di sviluppare sintomi di PTSD in età adulta. ◼ L'effetto era specifico per il PTSD e rimaneva significativo anche dopo aver controllato per altri fattori come la depressione.  Si osserva il potenziale ruolo del gene FKBP5 nella regolazione della risposta allo stress e nella vulnerabilità ai disturbi correlati al trauma.