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| Human Growth in Sickness and in Health |
Homeobox genes in vertebrate development
E.Boncinelli
A number of gene families have been identified in the past 20 years which play a role in the control of the development of the body, and in particular of the central nervous system, of vertebrates. Many of these genes are homeobox genes. Homeobox genes are regulatory genes characterised by the presence of a specific, evolutionarily conserved, DNA sequence termed homeobox, able to code for a protein domain of some 60 amino acid residues, termed homeodomain. It is through the action of their homeodomain that the protein products of the homeobox genes, the homeoproteins, bind to the regulatory regions of specific genes and control their expression. The first homeobox genes were identified in the fruit fly, Drosophila melanogaster through the study of the genetic control of its body plan. Here a complex of eight homeobox genes, termed homeotic genes, control the identity of the various body regions along the anterior-posterior axis. In vertebrates 39 genes have been identified which are the true homologues of the Drosophila homeotic genes. They have been termed Hox genes and are located in four homologous chromosomal loci. They appear to play a role in the specification of body regions along the rostro-caudal body axis and provide positional cues for the developing neural tube and in particular for the rhombencephalon (the developing hindbrain) and spinal cord, from the branchial area to the tail, but are not involved in controlling the development of the head and of brain regions anterior to the hindbrain.
Conversely, other homeobox genes belonging to other families have been reported to play such a role. Among them, the four genes belonging to the Otx and Emx families occupy a particular position and show an extremely restricted expression domain. In particular, Otx2 appears to play a crucial role in the early establishment of the rostral brain; Otx1 and Otx2 cooperate to define the posterior boundary of midbrain; and Emx1 and Emx2 play a major role in the developing cerebral cortex, whose extension is determined by the Emx2 gene products. These results may be relevant for the deeper understanding of congenital defects and multifactorial disorders.
The handling of data on psychomotor development
H. Lejarraga
Development is the course of changes in motor-sensory behaviour, emotional response, intelligence, learning and language. From a Gessellian perspective, it can be studied as the sequence of events (milestones) over time, performed by children at different ages.
Thus, a milestone becomes the dependent variable to be handled in epidemiological studies, in which the age of its achievement in population groups is the information of interest. Unlike anthropometric data, developmental data are not quantitative variables nor do they allow repeated evaluations of the same indicator at different ages. In cross sectional studies, logistic regression using the model p (x) = 1 / [1 + e (-a-bx) ] is the method of choice for the estimation of central values and variability of the age of attainment of developmental milestones. The following steps are recommended: 1) to confirm the developmental character of the milestone. 2) to evaluate if the data fit the model. 3) to evaluate if age or a monotonous transformation of age such as ln(age) explains the phenomenon (changes in "p" with age). 4) goodness of fit tests may be used to evaluate the degree of adjustment of the data to the model, 5) centiles of age of attainment of the milestone can then be estimated, together with confidence intervals (CI), which will be strongly related to sample size. Longitudinal studies yield also additional information, for example, mean and individual variation of time elapsed between the achievement of two sequential milestones, and relationships among different milestones over time. Data can be obtained from trained parents at home, from health personnel in repeated visits to a clinical setting, etc. Here, parametric methods are more convenient but if the model is incorrectly chosen it may lead to drastically incorrect values. Failure time models (time - to event response variable) are recommended. An empirical check of the appropriateness of the models to the distribution of the data should be carried out.
There certainly are other avenues of study of development. According to Piaget´s theory (genetic epistemology) the changing variable of development is the internal scheme constructed by the child for understanding the outside world, schemes that evolve through series of progressive stages. For Watson and behaviourism, development is progression of the learned behaviour, and it can be manipulated by changing the environment. Freud built a child theory from the interaction with adults; this theory has a chronological component (oral, anal, genital stages) and a non - chronological component (I, super I and the Id). Finally, we have the cultureless, those researchers who consider development as cultural (ecological) adaptation, a question of context. This type of information cannot be reduced to quantitative terms only. Instead, I recommend learn more on qualitative research, more familiar to the social sciences. Development is a place where biology, psychology and sociology meet, and for its study, in addition to the analytic logic we are used to apply in our everyday work, we should appeal to hermeneutics, a discipline using holistic logic. It will significantly help us, not only to have more information on development, but also to make it meaningful.
The contribution of auxology to the study of the aetiology of diseases
R.J. Rona
A scientist glancing through classical books of auxology will be puzzled by the almost total absence of chapters exploring the possible role of anthropometric measurements such as height in the causality of diseases. The thesis of this paper is that auxologists would be unwise to ignore this fundamental area of research. The presentation will review current knowledge on the possible effect of height on the mortality of cardiovascular diseases, respiratory illness and cancer, paying attention to the strengths and weaknesses of the evidence. The lecturer will discuss possible avenues for further progress in this area of research and the interrelation between auxology and other disciplines such as nutrition, endocrinology, and genetics. He will also explore emerging evidence on the association between body mass index and asthma as another area of great scientific activity in which auxological methods have been useful. This topic of research attracted scientific interest not more than seven years ago and already there are a large body of literature. This illustrates the need for auxologists to become aware of scientific development at an early stage. Thus if auxologists want to remain relevant they need to greatly increase their contacts with other disciplines and be aware of new topics of research.
Child Growth and Urbanism
L. Schell
It is common today to see little difference in child growth patterns between urban and rural populations. Today there is more heterogeneity in both urban and rural places. They overlap in function and structure, and the descriptions of urban rural differences once found in every textbook on human growth now are obsolete. That does not mean however that urban environments are as healthy for children as rural ones. Cities are characterized by steep social hierarchies that affect both the use of health care and children’s exposure to features that are not conducive to health. Identification of these features involves combining child growth examinations with careful measures of specific features of children’s environments. Already this approach has shown us that many pollutants have the ability, even at low levels, to affect physiological systems (e.g., the nervous, immune, endocrine and reproductive systems). This paper focuses on growth differentials within industrialized countries and shows the joint and separate effects of socioeconomic hierarchies and the pollutants that are the typical features of many urban places.
Sovrappeso e obesità
Un programma di trattamento e un interessante volume
Marina Vignolo – Università di Genova
Quello del sovrappeso e dell’ obesità essenziale (OB/OW) in età evolutiva è un tema ormai considerato “urgente" sia in settori medico-scientifici, sia da parte delle istituzioni che si occupano di salute pubblica, a causa delle ampie proporzioni epidemiche che la condizione sta progressivamente assumendo. Dati recenti evidenziano che il 36% circa dei bambini italiani sono in sovrappeso, al primo posto in Europa, seguiti da spagnoli e greci (34 e 31%), svizzeri( 22%), inglesi (20%), francesi (19%) e tedeschi (16%) . Un primato negativo che preoccupa molto, soprattutto se si considera che i bambini e gli adolescenti OW/OB tendono a diventare adulti obesi e che già in età evolutiva presentano fattori di rischio per diabete tipo 2 e malattie cardiovascolari . A ciò si aggiunga che le attuali evidenze sul problema OB/OW in età evolutiva forniscono pochi punti di riferimento certi. Tra questi, sembra ormai definitivamente acquisto che l’obesità ha importanti determinanti genetiche . Numerosi sono i progressi registrati recentemente in questo campo, legati alla comprensione di alcuni meccanismi molecolari coinvolti nella patogenesi di caratteristiche anatomiche, fisiologiche e/o comportamentali associate al fenotipo obeso. Molto interessanti risultano, in particolare, le osservazioni relative alla associazione di alterazioni monogeniche, soprattutto a carico dei sistemi leptina e melanocortina ed obesità ed il riscontro che una percentuale variabile tra il 3% ed il 6% di bambini obesi presenta mutazioni patogenetiche del gene MC4R, recettore coinvolto nel sistema neuro-endocrino ipotalamico che controlla i centri della fame e della sazietà . Se tutto questo inevitabilmente cambia la prospettiva con la quale oggi si guarda al problema dell’obesità (e alle persone obese), è altrettanto vero che, cambiando le abitudini per quel che riguarda alimentazione ed attività motoria, la quantità di adipe corporeo può diminuire o aumentare. In effetti, molti sono i fattori ambientali che possono svolgere un ruolo eziologico importante nell’OB/OW . Al primo posto ci sono ovviamente gli errori alimentari: anche se spesso i bambini OW/OB mangiano le stesse quantità di cibo e a volte meno dei loro coetanei in linea, molti però mangiano di più o in modo scorretto. Le situazioni che più frequentemente entrano in gioco sono: non fare colazione, piluccare fuori pasto, fare “i bis”, mangiare poca frutta e verdura o non mangiarne affatto, usare frequentemente “junk food” ovvero cibi ad alto contenuto di grassi animali e zuccheri semplici. A svolgere un ruolo rilevante nella eziologia dell’OW/OB vi è poi la sedentarietà, il cui effetto è tanto più negativo in quanto essa fa parte di una spirale che comprende isolamento sociale, emozioni negative, eccesso di cibo e di televisione. Altrettanto fondamentale risulta la qualità delle abitudini e dei comportamenti della famiglia e delle figure di riferimento del bambino. Inoltre, sempre più facilmente, le attuali abitudini di vita tendono ad inibire la socializzazione e condurre i bambini ed i ragazzi all’isolamento, alla lontananza dai genitori o, al contrario, all’eccessivo coinvolgimento. Quando le cose vanno quasi bene a casa, il problema può nascere a scuola dove è facile fare i “bis”, dove ci sono distributori automatici di cibi e bevande ad alta densità calorica o “bulletti che prendono in giro”. Si rileva che nei bambini con OW/OB si riscontrano frequentemente difficoltà psico-sociali ed una riduzione dell’autostima, aggravate in età adolescenziale da una tendenza all’isolamento ed alla depressione. Per ultimo, ma non meno importante, un ruolo rilevante all’origine dell’OW/OB è svolto da condizioni patologiche associate, quali ad es. l’asma bronchiale persistente o le patologie che richiedono un uso sistemico prolungato di farmaci corticosteroidei. Spesso sono in causa eventi negativi come malattie o lutti in famiglia, difficoltà scolastiche, problemi economici famigliari. Certamente alcuni bambini in condizioni di malessere manifestano le loro emozioni disubbidendo, diventando aggressivi, andando male a scuola o appartandosi. Altri tendono a mangiare molto. Il carattere eziologico multifattoriale fin qui descritto del problema OW/OB ben fa comprendere come il trattamento dell’obesità in età evolutiva sia complesso e sinora risultato inefficace a lungo termine - . Ormai è certo che le restrizioni dietetiche, ancora troppo diffusamente adottate per affrontare il problema, possono portare allo sviluppo di disordini della condotta alimentare - . E’ stato inoltre osservato che nei bambini in cui si ottiene una buona aderenza a regimi alimentari restrittivi per periodi di tempo di qualche mese con calo ponderale o anche semplicemente arresto dell’accrescimento ponderale, la velocità staturale si riduce e la maturazione scheletrica subisce un rallentamento.. Si sta perciò delineando sempre più chiaramente che l’obiettivo di fondo del trattamento dell’obesità infantile deve essere quello di ottenere la regolazione della crescita ponderale, stabilendo un’alimentazione adeguata che consenta crescita e tempi di sviluppo regolari, minimizzando il rischio di ridotta acquisizione o di perdita di massa magra ed evitando conseguenze negative per la salute psico-fisica . Il trattamento deve quindi essere finalizzato a sviluppare comportamenti alimentari sani ed uno stile di vita attivo ed arricchente - . A tal scopo, occorre rilevare che l’approccio cognitivo-comportamentale con coinvolgimento della famiglia, finalizzato ad ottenere modificazioni progressive dello stile di vita e delle abitudini alimentari, sembra costituire un modello di approccio promettente, avendo prodotto risultati positivi stabili in un terzo dei bambini trattati . Considerate tali premesse, presso il nostro Centro è stato recentemente sviluppato il programma di trattamento “AAA: MI PIACE PIACERMI”, rivolto a bambini con OW/OB d’età compresa tra i 6 ed i 12 anni. Il programma, che coinvolge attivamente nel processo di cambiamento la famiglia, viene svolto in ospedale, attraverso attività ambulatoriali e di day hospital, in un contesto dedicato e strutturato "ad hoc”, da una équipe multidisciplinare operante in modo integrato, che comprende un pediatra auxologo, uno psicologo cognitivo-comportamentale, un fisiochinesiterapista-psicomotricista. L’obiettivo del trattamento è la progressiva messa in atto di comportamenti finalizzati a realizzare uno stile di vita sano, spostando l’attenzione dalla riduzione del peso e promuovendo nel bambino la capacità di prendersi cura di sé, in modo sempre più autonomo. Bambini e genitori imparano che modificare, seppure gradualmente, alcune abitudini scorrette consente di ridurre, fin quasi ad azzerare, i fattori di rischio associati al OW/OB. AAA: MI PIACE PIACERMI si propone come un superaffare per dire NO alle prescrizioni, NO al conteggio dei grammi e delle calorie, NO al considerare alcuni cibi vietati, illegali e cattivi, SI' ai gelati e alle merendine e a ciò che piace, ma con consapevolezza, conoscendo ciò che si mangia e decidendo attivamente, con l’aiuto ed il modello dei genitori e dei pari, le proprie scelte alimentari, NO ad usare il movimento per negativizzare il bilancio energetico, SI’ a soddisfare nel bambino la naturale curiosità, il fisiologico bisogno di muoversi e giocare in movimento nel piacere e nella libertà, NO alle routine imposte d’intenso esercizio fisico, NO alle due ore di attività sportiva settimanali, ma anche NO alla ginnastica correttiva e all’esercizio terapeutico riabilitativo, SI’ al coinvolgimento di tutta la famiglia in piccoli, ma costanti appuntamenti con l’attività motoria. Assolutamente NO alle colpevolizzazioni e alle svalutazioni, SI’ all’educazione emotiva, ai momenti di famiglia durante i quali potersi gratificare per i piccoli obiettivi progressivamente raggiunti. AAA: MI PIACE PIACERMI impiega in modo integrato tre fondamentali strategie che sono simbolizzate nelle tre A: 1) tecniche cognitivo-comportamentali per sviluppare Autoconsapevolezza ed Autocontrollo attraverso la scoperta delle risorse personali ed il riconoscimento delle proprie emozioni; 2) educazione Alimentare; 3) promozione dell’Attività motoria inserita nei modelli di comportamento quotidiano, nel rispetto e valorizzazione del gioco libero. Format e risultati a medio termine del programma sono descritti nel volume MI PIACE PIACERMI, a cura di Marina Vignolo, Federica Rossi e Giovanna Bardazza, Franco Angeli Editore, Milano, 2005.
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