Després de l'"Out of Africa" fa més de 60000 anys, els humans moderns es van estendre per tot el món adoptant diferents estils de vida. Des de llavors, les poblacions humanes han canviat les seves dietes per adaptar-se als recursos alimentaris i nutrients disponibles localment. Al llarg del temps, moltes d'aquestes adaptacions han deixat una empremta genètica.

Alguns dels casos més coneguts estan associats al metabolisme dels macronutrients en el cos humà i inclouen adaptacions genètiques al consum de làctics, dietes riques en greixos i aliments amb midó. Altres adaptacions dietètiques han deixat la seva empremta als gens relacionats amb el transport i metabolisme dels micronutrients.

Un exemple n'és el zinc, un micronutrient essencial que necessitem per a mantenir-nos sans. Després del ferro, és l'oligoelement que es troba en major concentració a les cèl·lules de tot el cos. Entre les seves funcions, el zinc ajuda el sistema immunitari a combatre bacteris i virus que envaeixen l'organisme, participa en la divisió i el creixement cel·lular, en la cicatrització de ferides i en el metabolisme dels carbohidrats. Durant l'embaràs, la lactància i la infància, l'organisme requereix zinc per créixer i desenvolupar-se correctament. 

Els éssers humans obtenen el zinc a través de la dieta, i per això la disponibilitat d'aquest metall al sòl pot resultar crucial per a la salut dels habitants de cada territori. En algunes regions, com el sud d'Àsia i en particular l'Índia, la deficiència de zinc ha estat reconeguda com un problema nutricional seriós.

Ara, un equip de l'Institut de Biologia Evolutiva (IBE), un centre mixt del CSIC i la Universitat Pompeu Fabra (UPF), en col·laboració amb el Laboratori de Fisiologia Molecular de la UPF, ha identificat un conjunt d'empremtes genètiques lligades a la disponibilitat de zinc al sòl. L'equip ha descobert que els gens implicats en el metabolisme del zinc s'han adaptat de forma específica per a garantir l'absorció i la regulació del zinc a l'organisme, especialment en regions geogràfiques amb dèficit de zinc al sòl. Les importants diferències observades entre poblacions humanes de diferents continents als gens encarregats del transport del zinc podrien tenir conseqüències potencials en diferents trets de salut, i contribuir a diverses susceptibilitats a malalties com el càncer, la immunodeficiència o la diabetis.  

Un conjunt d'empremtes genètiques podria haver facilitat l'adaptació humana a la deficiència de zinc a la dieta.

"L'homeòstasi del zinc influeix clarament en l'estat de salut humana, especialment en la resposta immune, que pot haver estat essencial al llarg de l'evolució per a la nostra resposta als patògens locals i, per tant, per a la nostra supervivència", comenta Elena Bosch, investigadora principal de l'IBE i responsable de la recerca.

L'estudi revela que el contingut de zinc del sòl ha actuat com a pressió selectiva ambiental, i ha deixat una empremta als genomes de diferents poblacions humanes. “En particular, aquesta adaptació ha tingut lloc en poblacions de l’Índia, on el sòl, i per tant la seva dieta -especialment en el passat -, han estat pobres en zinc”, afegeix Ana Roca-Umbert, doctora formada al grup de Genètica evolutiva de poblacions de l’IBE i primera autora de l'estudi.

“L’adaptació evolutiva que mostra aquest estudi demostra la rellevància del zinc a la fisiologia dels humans malgrat que encara es desconeixen moltes de les seves funcions” apunta Rubén Vicente, investigador principal al Departament de Medicina i Ciències de la Vida (MELIS) de la UPF i col·laborador de l’estudi.

"El nostre estudi pot ajudar a entendre per què determinades malalties relacionades amb el metabolisme del zinc presenten una incidència més gran en algunes poblacions", afirma Elena Bosch, investigadora principal de l'IBE.

La deficiència de zinc en humans afecta múltiples processos fisiològics i metabòlics, provocant un retard del creixement, una resposta disfuncional del sistema immunitari  i fins i tot deteriorament cognitiu, i pot estar relacionada amb el desenvolupament i la susceptibilitat a diverses malalties humanes. Aquest estudi obre la porta a poder estudiar variacions genètiques en gens relacionats amb l'absorció i el transport del zinc a l'organisme amb possible impacte en la salut i la malaltia.

”El nostre estudi pot ajudar a entendre perquè determinades malalties relacionades amb el metabolisme del zinc presenten una major incidència en algunes poblacions”, conclou Bosch.

Article de referència: Roca-Umbert, A., Caro-Consuegra, R., Londono-Correa, D. et al. Understanding signatures of positive natural selection in human zinc transporter genes. Sci Rep 12, 4320 (2022). DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-08439-y